Способ нанесения покрытий из металлического порошка

Способ нанесения покрытий из металлического порошка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I.СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, включающий напрессовку слоя из пороопса на поверхность изделия н последующее электроконтактное припекание напрессованного слоя к поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества покрытия н снижения расхода злектрознергии, перед напрессовкой в порошок вводят раствор солей никеля, при зтом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8, 2. Способ по п.1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что в качестве солей г никеля используют хлористый и борфтористый никель.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

C0Q4AJlHCTPHHHHX

РЕСПУБЛИК,SU.„1135554

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Й АВТОРИФОЫУ СЭ ЩВТИЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3556440/22-02 (22) 22.02.83 (46) 23.01.85. Бюл. У 3 (72) М.И.Черновол, П.К.Колесник, 10.В.Кулешков, В.Н.Наливайко, А.А.Гиталов и В.М.Тиунов (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (53) 621.762.4(088.8) (56) 1.Левитский И.С. Технология ремонта машин и оборудования, М., "Колос", 1975, с.342-346.

2. Бабаев И.А. Уплотнение порошкового материала клином. — "Механизация и электрификация сельского хозяйства", 1981, У 8, с.47-48.

4(51) В 22 F 7/06; В 23 P 7/00 (54)(57) 1,СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, включающий напрессовку слоя из порошка на поверхность изделия и последующее электроконтактное припекание налрессованного слоя к поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия и снижения расхода электроэнергии, перед напрессовкой в -порошок вводят раствор солей никеля, при этом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве солей никеля используют хлористый и бор- фтористый никель.

1 11

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к нанесению покрытий из металлического порошка на поверхность изделий, и может быть использовано при восстановлении поверхности изношенных конструкционных деталей типа шестерни.

Известен способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий электродуговое напыление покрытия с последующей его механической и термической обработкой (1), Недостатками данного способа яв ляются низкая производительность и низкое качество покрытий, обусловленное снижением механических свойств изделия в процессе напыления покрытия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий напрессовку слоя из по-. рошка на поверхность изделия и последующее электроконтактное изменение напрессованного слоя к поверхности изделия.

При этом приварку осуществляют путем импульсного пропускания тока, а в качестве металлического порошка используют порошки износостойких композиций (2) .: Недостатками известного способа ,являются. низкое качество покрытия и высокий расход электроэнергии, что обусловлено высоким электрическим сопротивлением порошковой шихты, . вызывающим образование локальных зон нагрева, увеличение продолжительности процесса приварки и увеличение потребляемой мощности.

Цель изобретения — повьппение качества покрытия и снижение расхода электроэнергии.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу нанесения покрытий из металлического порошка, включающему напрессовку порошкового слоя из порошка на поверхность изделия и последующую электроконтактную приварку напрессованного: слоя к поверхности иэделия, перед напрессовкой в порошок вводят раствор солей никеля, при этом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8.

Кроме того, в качестве солей никеля используют хлористый и борфтористый никель.

35554 2

t0

Способ осуществляют следующим образом.

Производят восстановление шестерен гндронасоса марки НШ-32 методом электроконтактной приварки металлического порошка. Материал шестерни— сталь 18ХГТ. Напекание порошка производят на электроконтактной машине

МТ 1613.

В качестве напекаемого материала используют порошок ФБХ-6-2 (ГОСТ 11546-75 зернистостью от 1000 до 40 мкм. В порошок добавляется раствор солей NiC1(и Ni (BF4 ) в концентрациях насыщения Н1С1 250 г/л, 111 (ВР4)2 200 г/л е

При этом соотношение объемов раствора молей и порошков составляет

0,3-0,9.

Напекание производится на вершины изношенных по высоте зубьев шестерен. После напекания производят шлифование зубьев шестерни по наружному диаметру и по боковой поверхности под номинальный размер. Для сравнения производят восстановление шестерен известным методом электроконтактной приварки порошка без добавлени,. жидкости, После напекания производится механическая обработка до номинальных размеров.

О качестве восстановления зубьев шестерни при помощи предлагаемого и известного способов судят по следующим параметрам: твердость вершины восстановленных зубьев; глубина зоны термического влияния; высота напеченного слоя порошка; прочность сцепления покрытия с поверхностью изделия. л

В табл.1 приведены экспериментальные данные по напеканию порошка

ФБХ-6-2 различного гранулометрического состава .

Как видно из таблицы, качество восстановления предлагаемым способом вьппе, чем известным при меньшем расходе электроэнергии.

Введение в напекаемый порошок раствора солей с низким удельным электросопротивлением (например, удельное электросопротивление раствора соли NiC1< при концентрации 250 г/л равно 1,11i10 ом.м) снижает сопротивление порошка и выравнивает его по всему сечению прессовки, что способствует улучшению стабильности процесса припекания порошка. Электрический ток распространяется не через

1135554

3 случайные контакты между частицами порошка, а через всю массу припекаемого порошка. Процесс электроконтактного припекания порошка проводится при более низком напряжении и

5 меньшем времени импульса тока. Все это приводит к снижению расхода электроэнергии и повышению производительности процесса приварки порошка на изношенную поверхность. 10

Наличие галогенов (хлора и фтора) в зоне спекания порошка способствует переносу атомов спекаемого порошка через газовую среду путем образования и диссоциации галогенидов металлов спекаемого порошка, а это ведет к образованию межчастичных контактов.

Улучшению спекания и припекания порошка способствуют и такие вещества, как никель и бор, которые как

20 активирующие элементы оказывают непосредственное воздействие на увеличение коэффициентов диффузии в поверхностных слоях частиц порошка., Быстрое охлаждение восстановлен- ной поверхности жидкостью, присутствующей в порошке, уменьшает зону термического влияния .на основной метапл шестерни.

Увеличение производительности технологического процесса достигае; ся в предлагаемом способе за счет сокращения длительности электричес- ких импульсов и пауз между ними.

Экспериментальные результаты, подтверждающие увеличение производительности, приведены в табл. 2.

При этом оптимальным соотношением объемов раствора и порошка является

0,4-0,8, поскольку при увеличении соотношения до 0,9 (для крупных порошков) наблюдается резкое снижение качества покрытия (снижение сцепляемости с основным материалом), а при уменьшении этого соотношения до

Ф

0,3 1 для мелкого порошка) отмечается снижение твердости покрытия и его сцепляемости с основным материалом (данные представлены в табл.1) .

Таким. образом, при использовании предлагаемого способа в 1,3 раза увеличивается производительность технологического процесса, возрастает качество нанесенного покрытия (твердость возрастает в среднем на

l3X, прочность сцепления покрытия с поверхностью изделия — на 25Z), а также в 1,35 раза снижается расход электроэнергии.

l I 35554

I о а ! е

С. Л

М

С3

С3

36 л

О ст

С> л

Clj

1 и и С3 о Ф

f»

tJ l6

О!

D vl сЧ Ф О О. О ф сг3

00 сс3 an О СЧ СЧ - — с 3 СЧ СЧ сЪ

Ch C0

° ° е »

О О

6 %

Ф 00 сеЪ еСЪ

О О col

Ч .3 ео сс\

О О сО 0 Ф

0Ъ ССЪ CV /Ъ 0Ъ ССЪ

I О

С3 С»

03 О 36

О О О л ° 1 л

С Ъ С Ъ ССЪ е3Ъ Л О

° е

»» ° с/3 л л л е ° л л

I

С6 ж

Ю О

° -е Ф 4 СЧ л л

О О О

О О л

СЧ СЧ СЧ л л Ol

О О О со л

С3

00 С Ъ 00

СЧ СЧ л л л

О О О

0Ъ 00

СЧ л л

О О

00 л

СЧ л

С3 1 Ch Ch Л

СЧ л л л ЯЪ а л i CV СЧ л (:Ь Ch 00 л» Ch

О с Ъ С"Ъ М 2

° л л °

С3 С Ъ С 3 «Ч

СеЪ С 3 л л

М М

Ф Ф

Э Ф 3 Й Э °

Ц3: О C3,ej

EA

ССз

О с, Ch л

СЧ

Ф 1

Ж а61 ж ril и 301

Q E I Q

О1 Q

О С3.

О I сГЪ

6 л л

О О

ОЪ 00 h 00 3 ЕС3 Ф Л 0 и Ъ 0 ССЪ л л л Oi л л л е л л

О О О О О О О О О О О О

Ж 03 Х

I 30 й" 1 л

Ф О @, Ф О

Ь" 3»

Ю

D сСЪ

Ю

О

СС3

С Ъ

Ю

С3

С3 сО

ССЪ

С3

1

С3 О е33

О о

6

С.Э а0

3»

О

О

С

03

Ф

Р3

1 I

О о о

03 Х

Э

a6 à

Ф

М 3 О

М 333 Э

3 О и 0

Ф4Ф& ж 3-О333

Ф

СЭ

t 1 Ж ж о

Э

Ре Ф

Ф 0 36

Д С» g с6 O О

М Ж С3 л о

О ес

Ж Ж С

a33 Q Й о

Ф с6 С3 л

llj

О

Е»

C3. Ol а6 С»

СС3 a eaa СС1

О О D 3О с Ф

СЧ СЧ Ф О л л ° \ л

6 6 с Ъ

ССе

О л

О л

СеЪ се

О с

С Ъ л

М

Ch л

СС\

О1 л

СЧ

О

01 л

СЧ

СС в

О О с и Ъ Ch л л сЪ СЧ

ОЪ

С) л

С 3

1)35554

СЧ < I ю е

О О л ° I

О О

О СЪ О а

СЧ О СЧ О

Я ° » Д\

О

1

О О ai О О

О О СЪ Ю . О

I

Π— сч

О ССЪ иЪ ССЪ

I

I!

1

1

I ОI

Ф

СЧ

О О О

Ф Ю Ю ° ь

СЧ Э

Ф A

CO Ch CO» СЧ

СЧ, 00 Сч СЧ» СЧ СЧ л л ° ь ° I Ю Ю Ю

О О О О О О О

ID!

О

CV C4

A Ф

О О

Ch СЬ ОЪ Ф бСЪ ССЪ ОЪ л Ю Ю л Ф В Ю О О и Ф СЧ Ir3 ul СЧ . В В

Ch О1 о м1 1с

О О О "О

Э » 1

1О ОЪ 0

9I ° в

CV R CV СЧ н

О

r О л

СЧ

Ма Ю И

О О СО

Ф л Ю 0 ССЪ

EA

О

Ф О

СЧ

СГЪ

Ф Ю

О О! ч!

О

I 1

С Ъ Ill С Ъ

A Ф Ф ° 1

О О О О

О

О

С Ъ

»»

I I

О О

Ю О

ССЪ

РЪ сО

C)

О

1 сО

1 I

° 1 1

1 I О11

IO 1 1 а

Е 1 I

I 1

e I

Ж 1. I

Ж I 1

I 1

Cf II 001 о

1

1

О ! !

l0

1135554

Таблица 2

1 1

Параметры режима

Способизвестный предлагаемый

Удельное давление прессования, Р, МПа

77

Вторичное напряжение холостого хода трансФорматора, 11 „„, В

4,52

6,8

l3,0

9,6

Величина При зернистости порошка 500-315 мкм сварочного

l3,3

10,0 тока, Ica,КА При зернистости порошка 160-100 мкм

0,30

0,36

Длительность импульса, й1, „, .с

Длительность наузы, t, с

0,1

0,20

Длительность восстановления одного зуба шестерни, t> с

4,0

5,6

38.

Общее время восстановления р"и tîü

Заказ 10148/6 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Составитель И.Киянский

Редактор А.Шандор Техред Т.Фанта Корректор О.Тигор