Устройство для получения покрытий

 

err! 599929

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 394165 (22) 3 а явлено 17.05.76 (21) 2367216/02 (51) М К,ч.- В 22F 7/04

С 23С 17/00 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 05.07.78 (53) УДК 621.762.4. .043 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Дорожкин, Л. П. Кашицын и В. А. Карпушин

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для нанесения покрытий из металлических порошков на поверхность деталей.

По основному авт. св. № 394165 известно устройство для нанесения покрытий из металлических порошков, включающее источник нагрева, узел вращения, выполненный в виде установленного в подшипниках вала, связанного цанговым соединением с теплоизолирующей трубой, и снабженный съемной центрирующей оправкой со сменной втулкой, привод и зажимное приспособление.

Недостатком данного устройства является низкое качество покрытия и его слабое сцепление с поверхностью детали, обусловленное отсутствием дополнительного давления на слой порошка.

С целью повышения прочности сцепления покрытия с поверхностью детали и повышения качества этого покрытия сменная втулка выполнена в виде секторов, концентрично расположенных относительно центрирующей оправки и снабженных С-образными термобпметаллическими элементами.

На фиг. 1 изображен предпочтительный вариант выполнения предложенного устройства, общий вид; на фиг. 2 — сечение A — A на

Фиг. 1 (исходное положение); на фиг. 3 то же, рабочее положение; на фиг. 4 — сборный термобиметаллпческий элемент в исходном положении; на фиг. 5 — то же, в рабочем положении.

Устройство содержит источник 1 нагрева, 5 цилиндрическую заготовку (деталь) 2, установленную на центрирующей оправке 3, которая в свою очередь помещена на торце термоизолпрующей керамической трубы 4 узла вращения. Кроме термоизолнрующей ке10 рамической трубы, в узел вращения входит полый вал 5, снабженньш в верхней части цангой и выполненный с ним как одна целая деталь. Полый вал установлен на подшипниках 6 в корпусе кронштейна 7 и свя15 зан с электродвигателем (на чертеже не показан) через ременную передачу 8, шкив 9 и закладную шпонку 10. Гайка 11, расположенная в нижней части полого вала, служит для закрепления его в подшипниках.

20 Внутри полого вала помещена конусная деталь 12, а на ее резьбовом цилиндрическом хвостовике — гайка 13. Прп наворачнвании гайки 13 конусная часть детали 12 разжимает цангу и закрепляет керамическую трубу.

25 Внутри узла вращения смонтировано также зажпмное приспособление. Оно выполнено в виде подпружиненного штока 14, винта 15, связанного со штоком резьбовым соединением, и крышки 16.

30 Центрпрующая оправка 3 оснащена ради599929

3 альными направляющими 17, на которых установлены одинаковые и равные по весу секторы 18 (на фиг. 2 и 3 показаны три таких сектора) . На концах радиальных направляющих имеется резьба, на которую навинчиваются гайка 19 и контргайка 20. Последние служат регулируемыми упорами, ограничивающими расхождение секторов (см. фиг. 3).

Секторы 18 расположены внутри сборных термобиметаллических элементов 21, состоящих из отдельных С-образных секций 22 (на фиг. 2 и 3 показаны три секции). Секции состоят из металлических пластин, собранных воедино с помощью заклепок 23. Лктивный слой каждой секции выполнен из изогнутого по наружному контуру сектора пластины 24, которая несет на себе с тыльной радиусной стороны пассивный слой (на черт. 2 и 3 пассивный слой зачернен) в виде второй изогнутой пластины 25, а с внутренней стороны на радиальных отбортовках (на черт. не обозначены) — пассивный слой в виде двух плоских пластинок 26. Посредством заклепок 27, расположенных в нижней части радиальных отбортовок, отдельные секции термобиметаллического элемента жестко связаны между собой.

Объемная доза порошка 28 помещена в кольцевом зазоре, образованном между наружной цилиндрической поверхностью сборного термобиметаллического элемента и внутренней поверхностью цилиндрической заготовки.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с габаритами (внутреннему диаметру и высоте) цилиндрической заготовки (детали) 2 и толщиной наносимого покрытия выбирают центрирующую оправку 3, комплект секторов 18 и сборный термобиметаллический элемент 21.

Секторы 18, предназначенные для создания дополнительных нагрузок, устанавливают на радиальные направляющие 17 центрирующей оправки 3. На резьбовые концы радиальных направляющих 17 наворачивают гайки 19 с таким расчетом, чтобы обеспечить одинаковое расхождение секторов на требуемую величину.

Требуемая величина расхождения устанавливается в зависимости от толщины наносимого слоя, но не должна превышать допустимого расширения наружного кольца сборного термобиметаллического элемента 21 от действующих температурных деформаций. Гайки 19 фиксируют в данном положении с помощью контргаек 20. После этого на сведенные к центру секторы надевают собранный из отдельных секций 22 термобиметаллический элемент 21 и устанавливают цилиндрическую заготовку 2. В кольцевой зазор, образованный цилиндрическими поверхностями заготовки и термобиметаллического элемента, засыпают объемную дозу порошка 28. Собранную оправку с цилиндрической заготовкой и порошком помещают в зоне источника нагрева 1 на керамической трубе 4 узла вращения и свер5

C)O

4 ху закрывают крышкой 16. Для предотвращения припекания порошка к крышке и оправке по нижнему и верхнему торцу детали укладывают асбестовые прокладки. С целью исключения схватывания формируемого порошкового слоя с цилиндрической поверхностью термобиметаллического элемента последний хромируют и каждый раз перед припеканием порошка смазывают графитовой смазкой или покрывают противопригарной краской. Оправку с заготовкой, нагрузочным приспособлением и порошком закрепляют винтом 15.

Закрепление детали винтом гарантирует свободное перемещение штока вверх оТ удлинения деталей при их нагреве.

Формирование порошкового слоя в устройстве сначала осуществляют с отключенным приводом вращения. Центрирующую оправку

3 со встроенным в нее нагрузочным приспособлением и цилиндрической заготовкой 2 нагревают до температуры спекания помещенного здесь же порошкового слоя 28. Нагретый сборный термобиметаллический элемент

21 расширяется и передает давление на порошковый слой, способствуя его начальной усадке. Затем выключают привод узла вращения и некоторое время обеспечивают выдержку при данной температуре спекания порошка. При этом секторы 18, установленные с возможностью свободного перемещения в радиальном направлении, мгновенно воздействуют на радиусные участки отдельных секций 22 сборного термобиметаллического элемента, а через них — на цилиндрическую поверхность наносимого слоя порошка. Горячее формирование покрытия в данном случае происходит под давлением центробежных сил, расширяющегося термобиметаллического элемента и дополнительных давлений от расходящихся при вращении грузовых секторов.

Когда под действием этих сил произойдет усадка порошка и покрытие достигнет заданной толщины, перемещению секторов 18 будут препятствовать гайки 19 и контргайки 20.

В этот момент произойдет самопроизвольное снятие дополнительных давлений от секторов.

По окончании процесса формования покрытия включают нагрев и привод узла вращения. Дают готовому изделию и оправке остыть. При остывании термобиметаллический элемент сжимается и возвращает секторы 18 в исходное положение. После этого вывинчивают винт 15, снимают крышку 16 и цилиндрическую заготовку 2 с припеченным на внутренней поверхности слоем. Наличие одинаковых и равных по весу сменных секторов, устанавливаемых с возможностью свободного перемещения в радиальном направлении внутри термобиметаллического элемента и цилиндрической заготовки, оснащает устройство нагружателем, создающим дополнительное к центробежному давление на формируемый порошковый слой. Расположение грузов в секциях сборного термобиметаллического

599929 элемента увеличивает его полезную длину (и следовательно, и величину температурных деформаций), способствует равномерному рассосредоточению передаваемого давления и возвращению грузов в исходное положение при остывании детали с нанесенным покрытием.

Тер моби металл и ческий элемент, выполненныйй в виде цилиндра из С-образных секций с принятым расположением пластин пассивного слоя на активном, образует температурные разъемы в стыках секций, что вызывает дополнительное по отношению к обы шому его исполнению радиальное расширение кольца.

Достижению этого эффекта, главным образом, способствует противоположное напряжение изгиба попарно соединенных в нижней части прямолинейных участков секций термобиметаллического элемента. Вследствие того, что изгиб происходит по всей длине прямолинейного участка радиальных отбортовок, повышается долговечность работы сборного термобиметаллического элемента.

Регулируемые упоры, которыми оснащено устройство, обеспечивают снятие дополнительных давлений по достижении требуемой усадки слоя и толщины покрытия. Формованием слоев до упоров гарантируется получение стабильной плотности, прочности сцепления с основой и другие свойства покрытия. Вследствие того, что термобиметаллический элемент центрируется относительно секторов, способных перемещаться по направляющим и произвольно изменять свое положение относительно центра в процессе горячего формования слоя, наличие упоров, выставляемых на одинаковом расстоянии от центра оправки, гарантирует центрирование наружной цилиндрической поверхности термобпметаллпческого элемента относительно внутренней цилиндрической поверхности заготовки. В результате обеспечивается получение равномерной толщины слоя.

Формула изобретения

Устройство для получения покрытий из ме20 таллическпх порошков по авт. св. Ко 3941б5, отличающееся тем, что, с целью повышения прочности сцепления покрытия с поверхностью детали и повышения качества этого покрытия, сменная втулка выполнена в виде

25 секторов, концентрпчно расположенных относительно центрпрующей оправки и снабженных С-образными термобпметаллическими элементами.