Способ получения покрытий из металлического порошка на режущих кромках длинномерных деталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«>963693 (61) Дополнительное к авт. св»д-ву— (22) Заявлено 25.03.81 (21) 3264459, 22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.82. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.82 (51) М.К.1.з В 22 Г 7/04

Государственный комитет (53) УД К 621.?62.763 (088.8) II0 делам изобретений и открытий !

172) Авторы изобретения

Н. И. Афанасьев, Н. Н. Дорожкин, В. А. Дьяченко, В. А. Верещагин, В. И. Жорник, П. П. Колодич, В. К. Ярошевич и Я. С. Генкии

Институт проблем надежности и долговечности машикАН Белорусской ССР и Завод «Гомсельмаш» (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА НА РЕЖУЩИХ

КРОМКАХ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения покрытий из металлического порошка путем его припекания.

Известен способ получения покрытий из металлического порошка, включающий нанесение металлического порошка на поверхность детали и его прппекание прн помощи двух роликовых электродов, через которые пропускают электрический ток (1).

Недостаток способа заключается в низкой плотности получаемых покрытий, а также в »изкой прочности сцепления порошкового слоя с деталью.

Наиболее олизким к изобрстенню по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения покрытий из металлического порошка, включающий нанесение слоя порошка на упрочняемую поверхность и электроконтактное припека»не с помощью электродов путем подведения электрического тока к детали и порошковому слою со стороны повсрх»ости, образующей с упрочняемой поверх;:остью режущую кромку (2).

Недостатком известного способа является низкая прочность сцепления порошкового слоя с поверхностью детали в областях, прилегающих к торцам, прн упрочне»и» длиппомерных деталей, что связано с возникновением остаточных растягивающнх напряжений в порошковом слое при охлаждении.

Целью изобретения является повыше»»с физико-механических свойств деталей путем снижения уровня остаточных напряжений в покрытии.

Для достн>кения пели предложен способ получения покрытий нз металлического порошка, включающий нанесение порошкового слоя на упрочняемую поверхI îñòü детали и его припека»не роликовым электродом npif npf!MoM пропусканин электрического тока со стороны поверхности, образующей с упрочняемой поверхностью режущую кромку, в котором нанесе!»:c порошкового слоя осуществляют nyTcì наложения на поверхность детали шаблона с прорсзямн в форме параллело20 грамма If заполнение прорезей металлическим порошком, причем угол наклона боковой грани прорези шаблона к основа1шю параллелограмма равен 40 — 50, расстоя»пс между прорезями составляет

1,0 — 3,0 мм, а длину основания параллелограмма определяют из соотношения

Е. h- ., =-, — =-. =-, h., -- --;;--, h, G.й ы(/1,, h ) и h.2, 963693 где L — длина покрытия;

hI и /г — соответственно толщина покрытия и детали; е, н е — соответственно деформация детали и покрытия; о

o,, - — требуемая прочность сцепления покрытия с деталью;

Е; -- модуль продольной уi)pyiocти детали;

К вЂ” коэффициент запаса прочности.

1-la фиг. 1 представлена схема деформации пластины с нанесенным слоем; на фиг. 2 — зависимость уширения зазора н коэффициента неравномерности износа покрытия от угла наклона боковой грани элемента покрытия; на фиг. 3 — часть упрочненной режущей кромки.

В процессе упрочнения рс)кущей кромки имеет место неравномерный нагрев порошкового слоя и детали, что объясняется особенностями теплопередачи в дисперсных системах. Так как в оольшинстве случаев материалы покрытия и детали имеют различныс температурные коэффициенты линейного расширения, то при упрочненин в наносимых слоях и самих деталях создастся напряженное состояние. При неблагоприятных технологических режимах, а также в случаях, когда деталь обладает большой жесткостью, остаточные напряжения могут превзойтн допустимые и привести к разрушению и отслаиванию покрытия от детали. Снизить уровень остаточных напряжений в покрытии можно за 35 счет оптимального выбора протяженности упрочняемой поверхности.

Из фиг. 1 следует, что существует зависимость между длиной покрытия и значением толщины слоя и детали, а также 40

Е., h- ., 6-=, h (3) Таблица 1. Io >i è à покрытия, I . я 10 з

/...м10

1.0, 2,0

О,.>

1.7

7, >

10. i

I b,2

42,1

80,5>

156,3

20!,2

° )

3,6

7,8

15,7

31,6

30,7

1.

3,6

7,7

1,>,г

20,1

1,2

2,6

3,0

Ilpll работе на грубых измельчаемых материалах (подсолнечник, кукуруза и др.), . ))ж))ий — прн работе на т;>н)<оволокнистых материалах (трава и Ip.).

45 Величина угла наклона определяет интенсивность выработки зазора и неравномерность износа покрытия по его длине в

Оптимальным зазором ме)кду элементами покрытия, обеспечивающим наилучшую работоспособность режущего элемента и определяющим возможность равномерного распределения разрезаемой массы по длине лезвия, является значение

1,0 — 3,0 мм. Верхний предел принимается

))слнчиной нх деформации. Эта зависиrI>ori„выражается формулой (=-., а>) (=-., Iг> — =-, Й) т = -> — > > а .>)

-г

Прн oxëàæäåíèè плоского изделия с покрытием, матсриал которого имеет температурный коэффициент линейного расширения, отличный от соответств ющегo к;>эффициснта материала основания, происходит изгиб изделия с радиусом криl«l3lllI г; обратно пропорциональным величине с>статочного напряжения н толщине слоя

С учетом условия обеспечения работоспособности покрытия и„, К.о, (4) н сс>отношений (2) II (3) получаем зависимость (1) для определения длины покрытияя.

В табл. 1 представлены значения L для варианта нанесения покрытия из твердогo сплава на железной основе на деталь нз малоуглеродистой стали. Модуль продольш>й упругости для стали — 20 10" 11, м, для покрытия — 24 10 " 11/м . Расчет проводнлн для случая, когда необходимо оосспсчить о,ц = 200 МПа; К = 1,2; е) в2 = 10 м. Эти уc.1()вня яв IHIQTO)I

I:àèáoëñe распространенными требованиями к процессу упрочнения режущих элементов кормоуборочного комбайна. Расче1(>l IIp(>Bog)I.iIfl д.)я толщин покрытий в llpc .— делах от 0,1 до 5,0 мм, которые находят ос)н>в)гос применение в сельхозмашиностроении.

963693

h — h" ():

h, Таблица 2

1 ! !

}}Рс >! )1

I I I I \ . 1 1 С Il . С

Т о. I I l (I I I I a

llI)lfll(к а с—

11О) О С.10)l .

>! >!

Усн

1)рн/кàTII)I II(ре>)еll(ев.l I! / ) Н I I

Ток, кЛ!

II)(i»I

I I u \ Л11. С! !О канате. I II

Количественные характеристики

850

0,943 8 20 0,02

002 08 — «0 процессе эксплуатации. На фиг. 2 предстявлеиь! Экспс}>имеитальиыс к}>явь«е, ()Tражающис влия«п«е угла наклона на уширение зазора )3

1 1/ 2. где S, — величина зазора в начале процесса эксплуатации;

S, — величина зазора после наработки 2000 т зеленой массы, и коэффициент неравномерности износа <о

I где hl — толщина покрытия в зоне входа ножа;

hI" — толщина покрытия в зоне выхода ножа.

Из фиг. 2 видно, что оптимальным углом наклона боковых граней элемента покрытия к его основанию является 40 — 50 .

Таким образом, покрытие на режу|цую кромку (фиг. 3) детали 1 наносится в виде отдельных элементов 2 длиной L, рассчитанной по формуле (1). При этом между элементами покрытия обеспечивается зазор 1,0 — 3,0 мм, а угол наклона боковой грани равен 40 — 50 .

Пример. Описываемый способ применяли для упрочнснпя противоре>кущих брусьев кормоуборочиого комбаш«а

Полученное по предлагаемому способу покрытие (фпг. 3) характеризовалось следующими параметрами: пористость 1 — 3%; твердость 50 — 55 //RC; прочность сцепления 200 — 220 МПа. При этом коробления и отстаивания в покрытии не not!apy>!

Эксплуатационные испытания подтвердили высокую эффективность предложенного способа.

Долговечность противорежу«цих брусьев возросла в 2,5 — 3 раза, при этом уширение зазора находилось в пределах 0,57—

О,б5, а коэффици IIT н p38«I()t(tepl

Экономический эффект От «3«:с;«рс!.",«я предлагаем()го с!!()<()ба !«а ПО ((Г(>лссльмаш» за счет clt!I>I

КСК-100 (матер««ал летали — сталь 45, размеры — 780X40X20 мм) порошковым

»alI;!at3()(I!Iblv сплавом ПГ-С1. Нанесение покрытия осуществляли на установке, выполненной иа базе контактно-сварочной машины МШП-100. Упрочняемый брус уста««авливали в специальну«о рамку-кассету, затем на рабочую по«3ерх«<ость бруса укладывали шаблон, представляющий со-!

0 бой асбестовую ленту толщиной 0,8 мм с прорезями в виде параллелограммов с углом наклона боковой грани к основанию 45, длиной основания L = 15,7 мм, высотой

7 мм, при этом расстояние между сосед-!

5 !!»i !» прорезями составляло 1,5 мм. Значение параметра L предварительно определяли по формуле (1) при условии Е) ——

= 20 10" Н/м К = 1,2; /«1 — — 0,5 мм;

/19 — 20 мм; <т„, = — 2 10 Па; е«=е

20 = 11 мм.

Затем прорези заполняли порошковым материалом, рамку-кассету с деталью помещали мс>кду двумя роликовыми электродами, сжимаемыми с помощь«О п««евмо25 цилиндра, и прокатывали с одновременным пропусканием электрического тока, в результате чего осуществлялось припекаиис порошкового слоя и изделию. Затем изделие вынимали из рамки-кассеты и

80 удаля »I асоестовую прокладку.

Осиозные показатели технологического процесса приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ получения покрытий из металл ическoro порошка на pe>I ущих кромках длиииомерных деталей, включающий нанесение порошкового слоя на упрочняемую поверхность детали и его припекание

p().!!tI<0t3ûì электродом при прямОм пропускании электрического тока со стороны ш)верх нОсти образующей с упрочняемой

ИО«3срхност! «о режущую кромку с одно40 временным приложением давления, о т л и: в «О I!I!l и с я тем, что, с целью повышения (1)!; (!!ко-механических свойств деталей пу.«с::; сиижс« ия ур )«и я О таточ «ых напря> <0 Ill Ãt l3 «!

45 го слоя осуществляют путем наложения на поверхность детали шаблона с прорезями

l3 форме параллелограмма и заполнения

963693

Ь вЂ” м одул1> Ilp 0/I ол ьнон гости детали;

1(— коэффициент запаса ности. упру-проч5

Источники информации, внимание при экспертизе: принятые во

plт f

/У- 7 г

/7 Р

p//z. "

Составитель Д Попов

Техред А. Камышникова

Корректор И, Осиновская

Редактор Н. Багирова

Заказ 1025/760 Изд. № 232 Тираж 853 Подписное

НПр «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская rra6., л. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент> прорезей металлическим порошком, причем угол наклона боковой грани прорези шаблона к основанию параллелограмма равен 40 — 50, расстояние между прорезями составляет 1,0 — 3,0 мм, а длину основания параллелограмма определяют из соотношения

Е -h,-- =-,4-=-. =-,.h. — =-., h, с h, .--,„(/, h) h, +h., где L — длина покрытия;

Й, и /г — соответственно толщина покрытия и детали; в и в — соответственно деформация детали и покрытия; а,„ — требуемая прочность сцепления покрытия с деталью;

1. Рыморов Е. В. Использование кон1О тактных электросварочных машин для спекания и наварки порошковых материалов.— В сб. «Технология и оборудование сварочных и наплавочных работ». Тула, ТПИ, с. 177 — 186.

2. Авторское свидетельство СССР

Л 831366, кл. В 22 F 7/04, 1980.

Р /„5 30 //g й7 77 Ю