Способ нанесения покрытий из металлического порошка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11980965 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090181 (21) 3236281/22-02

Р М К з

В 22 F 7/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио «еаам изобретений и открытий (53} УДК 621,. 762.

;763(088.8) Опубликовано 15,1282. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15,1282

Э.Я. Ивашин, Н.Н. Дорожкин, В.А. КарпуШин и И.П. Филонов

/ (72) Авторы изобретения сБелорусский ордена Трудового Красного Энаме политехнический институт

» (73) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ И3 МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

ПОРОШКА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий..из металлического порошка на внутреннюю поверхность деталей.

Известен способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий помещение порошка в зазор между деталью и формой, нагрев детали с внутренней стороны и охлаждение с наружной стороны при возвратно-поступательном перемещении формы с деталью с частотой 10-20 Гц и амплитудой 510 мм (1).

Недостатком способа является высо кая энергоемкость процесса, требующего наличие системы охлаждения.

Известен способ нанесения покрытий иэ металлического порошка на внутреннюю и торцовую поверхность детали, включающий горячее напрессование порошкового слоя в процессе центробежного формования с индукционным нагревом (2).

Недостатком способа является невысокая плотность получаемого покрытия, а также низкая точность внутренней цилиндрической поверхности и необходимость последующей механической обработки.

Наиболее близок к изобретению способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий подачу последнего на покрываемую поверхность и напрессовывание деформирующим элементом при нагревании с вращением детали и йеремещением относительно источника нагрева (3 J.

Недостатками способа также являются невысокая плотность получаемого покрытия и возможность снижения жесткости детали и ее упруго-пластических деформаций, приводящих к нарушению точности геометрической формы детали и покрытия.

Цель изобретения — повьыение плотности покрытия, точности его геометрической формы и равномерности рас20 пределения покрытия.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе. нанесения покрытий иэ металлического порошка, преимущественно на внутреннюю поверхность детали, включающем подачу последнего

25 на покрывае ую поверхность н напрессовывание деформирующим элементом при нагревании с вращением детали, подачу порошка осуществляют под давлением 2-8 ати с помощью транспортирующего газа и в процессе вращения

980965 проводят осевое перемещение источника нагрева совместно с деформирующим элементом.

При этом в качестве транспортирующего газа используют аргон.

На чертеже представлена схема 5 реализации технологического процесса нанесения металлического порошка на внутреннюю поверхность деталей.

Деталь 1, на внутреннюю поверхность которой наносят покрытие, зал- (О репляют в токарною патрон 2, нагрев, осуществляют кольцевым индуктором

3 с внутренжЯл охлаждением 4. Металлический порошок 5 поступает в зону напрессовывания по пустотелому пат- 15 рубку 6 через цилиндрический канал

7 в коническую полость, образованную деформирующим элементом — роликом 8, установленным с возможностью враще- ния на шарикоподшипниках 9. 20

Подачу порошка 5 осуществляют с помощью транспортирующего газа в коническую полость под ролик 8, который, вращаясь от детали 1, уплотняет покрытие на внутренней поверхности.

Перемещение источника нагрева {индуктора 3) совместно с деформирующим элементом (роликом 8) локализует зону нагрева и способствует более быстрому охлаждению детали после нанесения на нее покрытия. Материал деформируемого элемента выбирают неак- . тивным по отношению к материалу детали и металлическому порошку, например графиту.

Пример. Покрытие из металлического порошка твердого сплава марки СНГН с размером частиц 15 мкм на внутреннюю поверхность детали дна метром 100 мм наносят ри скорости вращения детали 600 об/мин, 40

Длина детали, мм

Наружный ди аметр детали, мм

Материал наносимого покрытия

Внутренний диаметр детали, Материал детали

Обратная конусность, % с пере- без перемещением мещения индукто- индуктора ра

Сталь 45

Сталь 20

Сталь 10

100

Сплав СНГН

120

100

120

СНГН

120

120

СНГН

100

120

60

Применение описываемого способа позволяет устранить последующую механическую обработку внутренней поверх65 ности.

При использовании описываемого способа нанесения покрытий прочность сцепления материала покрытия с мате риалом детали повышается в 1,5 раза с 8,5 кг/мм до 12,8 кг/мм .

-Повышение прочности сцепления обусловлено более значительными усилиями прессования порошка по сравне. нию с центробежными. силами (от 2-х

Темпере гура нагрева зоны спекания порошка с деталью составляет 1050"С.

Для нагрева испорть>зуют трехвитковый индуктор. Скорость перемещения индуктора и деформирующего элемента вдоль оси детали составляет 0,33 мм/об. Металлический порошок подают в эону напрессовывания под избЫточным давлением 3 ати. Расход металлического йорошка составляет 0,1 л/мин, Время ведения процесса 3 мин. Диаметр деформируемого элемента 20 мм, .диаметр пустотелого патрубка 10 мм, диаметр цилиндрического канала 3 мм..

Диапазон давления подачи порошка

2-8 ати ограничен возможной волновой деформацией поверхности нагретой детали. При увеличении давления выше

8 ати для деталей диаметром 100 мм некруглость возрастает от 0,2 до

0,6 мм, что создает трудности для последующей механической обработки твердосплавного материала покрытия.

Нижний предел давления подачи порошка 2 ати выбран иэ условия обеспечения напрессовки порошка и исключения рассыпания последнего внутри детали.

Перемещение источника нагрева выз.вано необходимостью повышения жесткости детали и снижения ее упругопластических деформаций; что приводит к повышению точности геометрии детали, уменьшает корсетность, седНообразность и обратную конусность.

В таблице представлены экспериментальные данные по точности геометрии внутренней поверхности при нанесении покрытия с перемещан>щимся источником нагрева и жестко установленным индуктором. до 4-х раз), а равномерность распределения покрытия повышается за счет вытеснения шлаков из эоны контакта деформируемого элемента (покрытия) детали.

Э80965

4opMyma изобратения

Составитель Л.Гамаюнова

Редактор Н.Швыдкая Техред Т.Фанта Кврректор Н. Буряк

Эамае 9566/17 Тираж 852 Подписное

ОИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рачшская наб., д. 4/5

Филиал ЙПП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Экономический эффект от использования описываемого способа для упрочнения гильз трактора МТЗ-50 составляет около 60000 р. в год из расиета годоео о выпуска гильз 200000 mr.

1. Способ нанесения покрытий из металлического порошка, преимущест- 10 венно на внутреннюю поверхность дета. ли; включающий подачу порошка на покрываемую поверхность и напрессовывание деформирующим элементом при нагревании с вращением детали, о т- 15 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения плотности покрытия, точности его геометрической формы и равномерности распределения, подачу порошка осуществляют под давлением

2-8 ати с помощью транспортирующего газа и в процессе вращения проводят осевое перемещение источника нагрева совместно с деформирующим элементом.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что,в качестве транспортирующего газа используют аргон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 645757, кл. В 22 F 7/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 686820, кл. В 22 F 7/04, 1976.

3. Авдеев Н.В. Металлирование.

M., "ФЬшиностроение", 1978, с. 3962.