Способ нанесения покрытий и устройство для его осуществления

Способ нанесения покрытий и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ нанесения покрытий на поверхность детали искровьми разрядами , при котором в межэлектродньй зазор подают порошковьй матери А АИ ал, а электроду-инструменту задают вибрацию в условиях периодического контактирования с формируемьм участком покрытия, отличающийс я тем, что, с целью повьапения качества покрытия, порошковый материал подают в межэлектродный зазор дозированно в течение периодов сбли 1сения электродов, при этом выбирают -отношение тока короткого замыкания к средней суммарной площади поперечного сечения частиц порошкового материала в межэлектродном промежутке в интервале 200-500 А/см, отношение амплитуды вибрации электродаинструмента к среднему диаметру частиц 1,5-3, а продолжительность контактирования 0,04-0,05 с. t« У1 о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (!!) 4()) В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

3 30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Г

3f р-Г: -"о" R, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 33

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) "Ч.:.,-. С .

Ф5аеард щд (57) 1. Способ нанесения покрытий на поверхность детали искровыми разрядами, при котором в межэлектродный зазор подают порошковый матери(21) 3515653/25-08 (22) 29. 11. 82 (46) 23.04.85. Бюл. В 15 (72) В. В. Михайлов, А. Е. Гитлевич, В.М. Ревуцкий и A,Ï. Абрамчук (73) Институт прикладной физики

АН Молдавской ССР (53) 623 ° 9.048-3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 721305, кл. В 23 P t/18, 39?7 (прототип). (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ал, а электроду-инструменту задают вибрацию в условиях периодического контактирования с формируемым участком покрытия, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повъипения качества покрытия, порошковый материал подают в межэлектродный зазор дозированно в течение периодов сближения электродов, при этом выбирают отношение тока короткого замыкания к средней суммарной площади поперечного сечения частиц порошкового материала в межэлектродном промежутке в интервале 200-500 А/см, отношение амплитуды вибрации электродаинструмента к среднему диаметру частиц 1,5-3, а продолжительность контактирования 0,04-0,05 с.

1151403

2. Устройство для нанесения покрытий на поверхность детали искровыми разрядами, содержащее электродинструмент, связанный с вибратором, и питатель с патрубком для подачи порошкового материала, о т л и—

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к нанесенйю покрытий на поверхности изделий из токонроводящих материалов. S

Известен способ нанесения покрытий на поверхность детали искровыми разрядами, при котором в межэлектродный зазор подают порошковый материал, а электроцу-инструменту задают вибрацию в условиях периодического контактирования с формируемым участком покрытия j1j .

Недостаток известного способа в том, что поток дисперсного материала 15 ! является непрерывньм и в рабочую зону поступают частицы во время импульса тока и после его окончания. Это не позволяет обеспечить оптимальную загрузку порошком рабочего за- 2п зора, а следовательно, и высокое качество покрытий. Кроме того, указанный способ позволяет наносить только магнитные материалы.

Известный способ реализуется при 25 помощи устройства, включающего электрод-инструмент, связанный с вибратором и питатель с патрубком для подачи порошкового материала )1) .

Однако известное устройство не позволяет обеспечить оптимальный расход порошка иа единицу энергии разряда и осуществить импульсную дозировку дисперсного материала. Все это не позволяет получать плотные, равномерные покрытия.

Целью изобретения является повышение качества покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения покрытий на поверхность детали искровыми разрядами, при котором в межэлектродный зазор подают порошковый материал, а электроду-инстч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества покрытия, патрубок питателя .снабжен заслонками с отверстиями, одна из которых установлена неподвижно, а другая свяэапа с вибратором. рументу задают вибрацию в условиях периодического контактирования с формируемым участком покрытия, порошковый материал подают в межзлектродный зазор дозированно в течение периодов сближения электродов, при этом выбирают отношение тока короткого замыкания к средней суммарной площади поперечного сечения частиц порошкового материала в межэлектрод-. ном промежутке в интервале 200—

500 А/см, отношение амплитуды вибрации электрода-инструмента к среднему диаметру частиц 1,5-3, а продолжительность контактирования

0,04-0,05 с.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для нанесения покрытий на поверхность детали искровыми разрядами, содержащем электрод-инструмент, связанный с вибратором, и питатель с патрубком для подачи порошкового материала, патрубок питателя снабжен заслонками с отверстиями, одна из которых установлена неподвижно, а другая связана с вибратором.

Для получения качественных покрытий из порошковых материалов с помощью искровых разрядов необходимыми условиями являются обеспечение требуемой загрузки межзлектродного рабочего объема порошком из условия единицы массы на единицу энергии разряда, исключение попадания частиц во время протекания разряда и некоторое время после его окончания и обеспечение требуемого температурного режима во время контактирования электродов.

Выполнение этих условий дает возможность получать прочно сцепленные с основой покрытия, без бугров

3 11514 и с хорошим межчастичным взаимодействием в покрытии.

Наилучшим образом эти условия выполняются при импульсной дозировке дисперсного материала при его 5 впрыскивании в межэлектродный зазор в периоде сближения электродов.

На фиг. 1о представлена диаграмма контактирования электродов во времени; на фиг. 1Я вЂ” временной учас- 1О ток, на протяжении которого осуществляется впрыск порошкового материала в рабочую зону; на фиг. 2 — схема устройства для реализации способа.

В таблице указаны режимы работы устройства и некоторые параметры получаемых покрытиф.

Интервал t,-t — период сближении электродов, 7 - время контактирования, А„ — амплитуда фО размыкаиия электродов. Для захвата электродами требуемого количества частиц. во время юкоичания периода

t

1,5 А /В с3,0, где Dq — средний диаметр частиц порошка. При параметре А /O« O,s затруднен ввод частицы между электродами, а при значениях А /l» 3 0 имеет место интенсивный отброс частиц ударными волнами разряда. Как в нервом, так и во втором случае падает удельный при35 ве1 катода, а также производительность (см. таблицу).

В момент контактирования электродов при такой подаче порошка между ними оказываются захвачен жми несколь-.4 ксй частиц. Для обеспечение интенсив-, ного взаимодействия между частицами, а также между частицами и основой, необходим дополнительньй прогрев рабочего объема в период контактиро- 45 вания электродов. Нагрев реализуется пропусканием тока короткого замыкания источника определенной плотности. Плотность тока при этом определяется по формуле 200 1„ /$ б 50 (500, задающий интервал плотностей для scex практически используемых материалов от легкоплавких до тугоплавких, где I — ток короткого замыкания источника, S — суммар- 55 ная площадь поперечного сечения частиц, захваченнь1х в рабочем объеме между электродами. Последнее опредеи и Р2 ляется оо формуле Б

4 где Dcp — средний диаметр частицы порошка, и — количество частиц, попавших между электродами. Величины и и Dzp определяются с помощью микроскопа при пробных разрядах, на основе которых настраивают расход дозируемого устройства, амплитуду вибрации и ток короткого замыкания источника. Диапазон 200-350 А/см используется для легкоплавких металков и сплавов, а диапазон 350500 А/см — для тугоплавких материалов. При значениях плотности менее 200 А/см имеет место недостаточ(ный прогрев рабочей зоны, вследствие чего покрытия неплотные, их равномерность неудовлетворительная (см. табпицу). При значениях плотности более 500 А/см имеют место прижоги, выдавливание металла из-под электрода-анода с образованием бугров. Для устойчивой организации процесса нанесения покрытий по предлагаемому способу целесообразно использование диапазона частот колебаний электрода-анода 5-100 Гц. В этом случае продолжительность контактирования электродов находится в пределах 0,04-0,05 с, что позволяет обеспечить требуемый прогрев частиц порошка.

Устройство для реализации способа содержит вибратор 1 с электродоминструментом, питатель 2 с-патрубком 3 для подачи порошкового материала в межэлектродный промежуток.

В патрубке 3 расположены заслонки

4 и 5 с отверстиями, причем заслонка 4 установлена в патрубке неподвижно, а заслонка 5 связана с якорем вибратора 1 рычагом 6.

Устройство работает следующим образом.

В межэлектродный рабочий зазор через патрубок 3 подается дозированно поток дисперсного материала с момента начала сближения электродов до момента их контактирования. Это обеспечивается заслонками 4 и 5, имеющими совпадающие части отверстий. Синхронизация моментов открывания, закрывания с периодом сближения электродов осуществляется рычагом 6, связывающим якорь вибратора с одной из заслонок. В результате этого заслонка совершает колебания с частотой, равной час-.оте вибрации

1151403 привес, г/мин от- ость, %

Sn/Ст 45

0,045

0,045

180

98

200

96

0,045

0,045

98

300

350

Pb/Ti

180

200

99

350

400

70

W/Ñò 45

300

50

350

400

99

500

100

550

W/Ст 45

0,03

400

62

0,04

90

0,045

99

0,05

qг

0,06

70 электрода-инструмента. Регулировкой размеров общей части отверстий заслонок удается обеспечить импульсную дозировку порошка с высокой разрешающей способностью, т.е. с 5 длительностью импульса потока в

t пределах 0,04-0,05 с, что позволяет загрузить межэлектродное пространство определенным количеством частиц (от 5 до 50). Транспортировка частиц из питателя 2 осуществляется сжатым воздухом.

Для формирования покрытий по предлагаемому способу можно использовать промышленные установки серии ЭФИ и 15

ЭЛИТРОН, снабжая их электроды-инструменты питателями предлагаемой кон0,045

0,045

0,045

0,045

0,045

0,045

0,045

0,045

0,045 струкции и калибраторами амплитуды вибрации, а в источниках импульсов тока предусмотреть регулировку величины тока короткого замыкания. Производительность таких установок, рассчитываемая по привесу, в 1,5-2 раза выше, чем в случае использования компактных электродов. В сравнении с другими методами электроискрового нанесения покрытий из порошков при предлагаемом способе плотность покрытий на 10-15% выше.

Предлагаемый способ является перспективным для нанесения покрытий на легкоплавкие металлы и сплавы с целью изменения их физико-химических свойств.

1151403

Продолжение таблипы

0,21

W/Ñò 45

1,2

400

0,045

0,045

О, 045

0,045

0,045

0,63

1,5

0,80

0,58

0,»

3,5

Составитель И. Малхазова

Редактор А. Сабо Техред Л.Микеш Корректор. А. Тяско

Заказ 2224/10 Тираж 1086 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4