Способ получения покрытий из металлического порошка на режущих кромках длинномерных деталей

Способ получения покрытий из металлического порошка на режущих кромках длинномерных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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