Устройство напыления металла для восстановления износа детали

Авторы патента:

H05H1/26 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

C23C4/134 - Способы покрытия путем распыления материала в расплавленном состоянии, например пламенное, плазменное или дуговое напыление (металлизаторы B05B; производство сплавов, содержащих волокна или нити термическим распылением металла C22C 47/16; плазмотроны H05H)

B23P6/00 - Восстановление или ремонт изделий (правка или восстановление формы листовых металлов, металлических стержней, металлических труб, металлических профилей или специфических изделий, изготовленных из них B21D 1/00,B21D 3/00; восстановление дефектных или поврежденных изделий путем наплавки B22D 19/10; способы или устройства, отнесенные к одному из других подклассов, см. соответствующий подкласс)

Владельцы патента RU 2765851:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU)

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к восстановлению изношенных металлических деталей. Устройство напыления металла на поверхность детали состоит из электрода-катода, выполненного с возможностью подачи на него отрицательного потенциала постоянного тока, распылителя металлопорошка с возможностью подачи воздушным потоком металлопорошка в электрическую дугу между катодом и восстанавливаемой деталью, выполненной с возможностью подачи на нее положительного потенциала, в качестве анода, соленоида и электромагнитного индуктора. Соленоид выполнен с возможностью обеспечения электромагнитного поля для удерживания в упомянутой дуге расплавленных частиц металла от электрода и металлопорошка, направления их и концентрирования на восстанавливаемой детали. Электромагнитный индуктора выполнен для разогрева восстанавливаемой детали электромагнитным полем с частотой до 8 кГц. Обеспечивается повышение эффективности восстановления изношенной металлической детали методом напыления частиц и ионов наносимым металлопорошком и материалом электрода. 1 ил.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности восстановлению изношенных металлических деталей.

Технико-экономически рентабельно и в производстве используется восстановление изношенных металлических деталей механизмов относительно изготовления новых.

Известно [1] устройство восстановления наплавлением порошкового материала на изношенное место детали. Однако, это устройство [1] обладает недостатком, заключающееся в том, что эффективность работы снижается из-за сложности дозировки порошкового материала при наплавлении.

Известно [2] устройство электросварочного наплавления определенными электродами. Это устройство [2] также не лишено недостатка, заключающееся в том, что электросварочный метод изменяет структуру металла на месте наплавления.

Известно [3] устройство наплавления порошкового материала огнепламенным методом (горючим газом): порошок расплавляется в струе пламени горючего газа и наносится на место наплавления на деталь. Это устройство [3] имеет небольшой диапазон наименований (типов) порошка из-за относительно низкой температуры их плавления.

Цель технического предлагаемого решения: повышение эффективности восстановления изношенной металлической детали методом напыления частиц и ионов, наносимыми сыпучим материалом и материалом от электрода.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что: устройство напыления металла на поверхность детали, характеризующееся тем, что состоит из электрода-катода, выполненного с возможностью подачи на него отрицательного потенциала постоянного тока, распылителя металлопорошка с возможностью подачи воздушным потоком металлопорошка в электрическую дугу между катодом и восстанавливаемой деталью, выполненный с возможностью подачи на нее положительного потенциала, в качестве анода, соленоида, выполненного с возможностью обеспечения электромагнитного поля для удерживания в упомянутой дуге расплавленных частиц металла от электрода и металлопорошка, направления их и концентрирования на восстанавливаемой детали и электромагнитного индуктора, выполненного для разогрева восстанавливаемой детали электромагнитным полем с частотой до 8 кГц.

Предлагаемое устройство, работает следующим образом: электрод 1 и восстанавливаемая деталь 3 находится в зоне дуги постоянного тока, в котором расплавляются в образуемой дуге 2, частиц металла от электрода и напыляемого сыпучего материала от распылителя 9, оседающие на поверхности восстанавливаемой изношенной детали 3. Дуга 2, параметры которой определены величиной поданного напряжения на электрод 1, на зажимах 6 постоянного тока и напряжения может быть откорректирована по направлению, в пространстве, смещением соленоида, катушки индуктивности 4, определенное электрическое напряжение подается на его зажимы 7. Предварительный разогрев детали 3 до определенной температуры, соответствующей температуре в дуге 2 достигается подаваемым параметром тока и напряжения в индуктор 5 через его зажим 8 от стороннего источника высокочастотного тока и напряжения.

Размеры частиц от массы электрода на электрической дуге зависит от величины постоянного напряжения, поданного на зажимы 6, и интенсивности воздушного потока, подаваемая через распылитель с сыпучим металлопорошком.

Относительно небольшое смещение дуги формируется изменением положения соленоида 4 в пространстве, а также значительным изменением в пространстве самой восстанавливаемой детали 3.

Производительность, мощности, габариты и конструкционные особенности предлагаемого устройства зависят от параметров восстанавливаемой детали: ее веса, габарита и конструкции.

Дополнительно необходимый металлопорошок наносится распылителем 9 для восстановления детали 3 воздушным потоком в область дуги 2. Три источника электрической мощности, используемых в устройстве гальванически не связаны между собой, то есть имеют независимые источники питания.

Сценарий рабочего процесса:

1. Сначала на поверхность детали с помощью включенного статического поля напылением наносится сыпучий материал мелкой дисперсии, окислитель и легирующий материал (присадки).

2. Далее отключают поле по П. 1 и включают высокочастотное электромагнитное поле для нагревания детали до определенной температуры, зависящее от состава сплава детали, температурных параметров окислителя и легирующего материала.

3. Далее, не отключая, но регулируя необходимую температуру (как отмечено в П. 2 зависит от сплава детали и видов окислителя и легирующих материалов (присадок), а также дополнительного сыпучего материала), наносят массу (объем) сыпучего материала необходимого для восстановления детали.

Использованные источники

1. Патент № RU 2113915 С1, Российская Федерация, МПК В05В 13/06, В05С 7/08. Устройство для нанесения порошковых материалов на внутреннюю поверхность цилиндрических изделий. №94016715/25: заявл. 04.05.1994: опубл. 27.06.1998 / Белинский В.Н., Новичков В.И., Воровченко А.В., Ахметшин Р.С. - 4 с.

2. Патент № KZ 864, Республика Казахстан, МПК В23К 9/04. Способ электродуговой наплавки коленчатых валов. №3635648/25-27: заявл. 03.12.1993: опубл. 15.06.1994 Бюл. №2 / Иминов М.И., Егоров В.П., Стручков В.В. - 4 с.

3. Патент № RU 44067 U1 Российская Федерация, МПК В05В 7/00. Устройство нанесения защитного напыления поверхности: №2004124793/22: заявл. 16.08.2004: опубл. 27.02.2005 / Воровченко А.В., Ахметшин Р.С. - 5 с.

Устройство напыления металла на поверхность детали, отличающееся тем, что оно состоит из электрода-катода, выполненного с возможностью подачи на него отрицательного потенциала постоянного тока, распылителя металлопорошка с возможностью подачи воздушным потоком металлопорошка в электрическую дугу между катодом и восстанавливаемой деталью, выполненной с возможностью подачи на нее положительного потенциала, в качестве анода, соленоида, выполненного с возможностью обеспечения электромагнитного поля для удерживания в упомянутой дуге расплавленных частиц металла от электрода и металлопорошка, направления их и концентрирования на восстанавливаемой детали, и электромагнитного индуктора, выполненного для разогрева восстанавливаемой детали электромагнитным полем с частотой до 8 кГц.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным изоляторам. Технический результат - обеспечение защиты стеклянной подложки керамическим слоем от воздействия ионизированной плазмы.

Двунаправленный волновой плазменный двигатель для космического аппарата // 2764823

Изобретение относится к космической технике, в частности к электроракетным двигательным установкам с электрическим ракетным двигателем (ЭРД) с безэлектродным источником плазмы и ускорительной ступенью. Двунаправленный волновой плазменный двигатель для космического аппарата содержит газоразрядную камеру, определяющую ось сил тяги, антенну, модуль ВЧ-генератора, имеющий электрическую связь с антенной, магнитные системы, причем газоразрядная камера выполнена открытой во внешнюю атмосферу с двух противоположных торцов с возможностью формирования двух векторов тяги, противоположных друг другу по направлению и имеющих общую ось, являющуюся осью газоразрядной камеры, причем антенна расположена на внешней стороне газоразрядной камеры и с внешней своей стороны окружена кольцом из диэлектрического материала, при этом на каждом из противоположных концов газоразрядной камеры расположено по одной магнитной системе.

Гибридный волновой плазменный двигатель для низкоорбитального космического аппарата // 2764487

Изобретение относится к космической технике, в частности к электроракетным двигательным установкам с электрическим ракетным двигателем (ЭРД). Гибридный волновой плазменный двигатель для низкоорбитального космического аппарата содержит газоразрядную камеру, выполненную открытой во внешнюю атмосферу с двух противоположных торцов с возможностью формирования двух векторов тяги, противоположных друг другу по направлению, антенну, модуль ВЧ-генератора, имеющий электрическую связь с антенной, магнитные системы, расположенные по одной на каждом из противоположных концов газоразрядной камеры, имеющие линии электрической связи с источниками питания магнитных систем, систему хранения и подачи рабочего тела, соединенную с газоразрядной камерой при помощи двух радиальных газовводов, герметично соединенных с газоразрядной камерой в двух местах, расположенных до мест расположения магнитных систем.

Устройство для получения плазменной струи // 2764165

Изобретение относится к газоразрядной плазменной технике и технологии, в частности к источникам плазменных струй атмосферного давления, где исходным газом воздух или его смеси с другими газами. Технический результат - увеличение зоны плазменной обработки, повышение устойчивости плазменной струи к резким колебаниям воздуха в окружающей среде и обеспечение произвольной ориентации плазменных струй.

Электродуговой плазмотрон для обработки поверхностей деталей // 2763161

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к электродуговым устройствам, вырабатывающим плазму. Технический результат - повышение равномерности потока плазмы, уменьшение рассеивания энергии плазмы при движении к обрабатываемой поверхности детали.

Электродуговой плазмотрон // 2762196

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к устройствам, вырабатывающим плазму. Технический результат - упрощение конструкции, обеспечение регулирования скорости движения, температуры и количества плазмы на выходе трубчатого корпуса.

Способ свч-плазменной активации воды для синтеза пероксида водорода и устройство для его осуществления // 2761437

Изобретение относится к электрофизическим способам получения химически чистого пероксида водорода в форме водного раствора и может быть использовано в здравоохранении, медицине, пищевой промышленности, растениеводстве. Способ СВЧ-плазменной активации воды для синтеза пероксида водорода основан на непрерывной генерации плазмы безэлектродным факельным разрядом, который создают СВЧ-плазмотроном, генерирующим в парогазовой среде герметичной камеры направленную струю низкотемпературной плазмы инертного газа, воздействующей на обрабатываемую воду и водяной пар, возникающий в результате испарения поверхностного слоя воды под воздействием газоплазменной струи.

Завихритель и контактный элемент для картриджа плазменно-дуговой горелки // 2760973

Изобретение относится к области плазменной техники. Технический результат – повышение надежности работы плазменно-дуговой горелки.

Ускоряющий промежуток импульсного форвакуумного источника электронов на основе дугового разряда // 2758497

Устройство относится к области плазменной техники и может быть применено при разработке электронно-лучевых устройств, а также использовано в электронно-лучевой технологии, экспериментальной физике, плазмохимической технологии. Технический результат - уменьшение теплопередачи от плоского анода к высоковольтному изолятору.

Устройство и способ генерации низкотемпературной плазмы // 2758279

Изобретение относится к области плазменной техники. Устройство для генерации сильнонеравновесной низкотемпературной плазмы импульсных газовых разрядов при атмосферном и пониженном давлении содержит твердотельный импульсный генератор с датчиком тока, разрядный колебательный контур, получающий энергию от указанного генератора, а также управляющее компьютерное устройство для регулирования ввода энергии в разрядный контур в виде коротких импульсов путем независимой и динамической регулировки частоты и скважности подачи силовых импульсов на нагрузку через контур ударного возбуждения на основании данных, полученных по обратной связи от указанных датчиков тока.

Деталь с покрытием для газотурбинного двигателя и способ её изготовления // 2764153

Настоящее изобретение относится к области защитных покрытий для теплоизоляции деталей авиационных или наземных газотурбинных двигателей, работающих в условиях высоких температур. Предложенная деталь с покрытием для газотурбинного двигателя содержит подложку (21) и, по меньшей мере, один слой (24), защищающий от алюмосиликатов кальция и магния (СМAS), расположенный на этой подложке (21).