Прессформа для нанесения покрытия на детали литьем под давлением

 

ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛИ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ , содержащая матрицу с рабочей полостью, вьшолненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизоляционную прокладку, о т л и чающаяся тем, что, с целью повьшения качества покрытия за счет обеспечения его монолитности и повышения прочности, матрица выполнена с дополнительньм продольным разрезом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещения в направлении , перпендикулярном плоскости из разъема, причем одна из полуформ вьшолнена с выступами, а вторая - с .впадинами для размещения выступов, один из которых посредством электроизоляционной прокладки изолирован от полуформы и соединен : проводником с второй полуформой, при Э1ГОМ одна из полуформ снабжена распорными (Л пальцами, смонтировайньми с возможностью контактирования с регулирующими клиньями, которыми снабжена вторая полуформа. да . тг If Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3639807/23-05 (22) 11.07.83 (46) 30.03,85. Бюл. Ф 12 (72) В.-P.Â.Àòñòóïåíàñ, А.С.Талалас и Г.К.Улозас (53) 678.057 ° 74(088.8)

{56) 1. Патент США Ф 3892505, кл. 425-41, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 259354, кл. В 29 С 5/00, 1968 (прототип). (54)(57) ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛИ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕ

НИЕМ, содержащая матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроиэоляционную прокладку, о -т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества покрытия эа счет

„„SU, 1.1475 2 А

4(sl) В 29 С 45/14, 45/33//

//В 29 К 25:00; В 29 Т 23".00 обеспечения его монолитности и повышения прочности, матрица выполнена с дополнительным продольным paspeзом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости из разъема, причем одна из полуформ выполнена с выступами, а вторая - с, впадинами для размещения выступов, один из которых посредством электроиэоляционной прокладки изолирован от полуформы и соединен .проводником с второй полуформой, при этом одна из полуформ снабжена распорными пальцами, смонтированными с возможностью контактирования с регулирую щими клиньями, которыми снабжена вторая полуформа.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при ремонте деталей типа вал для восстановления

1 изношенных шеек валов полимерными материалами, и может быть использовано в машиностроении, Известна пресс-форма для литья деталей под давлением, содержащая матрицу в виде двух полуформ, выполненных из электропроводного,материала, в которых образованы углубления, образующие при смыкании оформляющую полость соответствующей конфигурации, причем полуформами расположен слой электроизоляционно го материала, а полуформы соединены одна с другой с помощью проводника и подсоединены к источнику тока высокой частоты, В пресс-форме путем последовательного соединения полуформ с источником тока высокой частоты осуществляется разогрев прессформы (1) .

Однако известная пресс-форма характеризуется ограниченностью технологических возможностей, так как она не обеспечивает нанесение качественного полимерного покрытия на детали типа вал. ,I

Для полуумения качественного полимерного покрытия, нанесенного литьем под давлением на поверхность метал лической детали (шейки вала), необходима строго бпределенная темпера тура не только пресс-формы, но и самого вала (арматуры), на который наносится полимерный слой. Кроме того, температура вала по его поверхности должна быть постоянной. При несоблюдении указанных условий нанесенное полимерное покрытие имеет пониженную прочность сцепления с поверхностью вала, неоднородную структуру и недостаточно высокую разрывную прочность. Кроме того, в нижней части вала появляется-нежелательный малопрочный стыковочный шов, так как при заполнении через литниковый канал формы расплавом полимера, последней недостаточно нагретой шейкой вала разделяется на два потока, которые затем встречаются в нижней части вала, но уже не, полностью сливаются из-за частичного охлаждения. Поэтому вал перед нанесением полимера должен быть нагрет до температуры его переработки. Например, при нанесении фенилона С,2 темпepатv

47582 1 ра вала должна быть 340-360 С (613"

633 К). Нагревание вала за пределао ми пресс-формы не может быть использовано из-за остывания вала при его

5 перенесении из электропечи в прессформу. Более совершенен нагрев вала в пресс-форме. Однако в известной пресс-форме невозможен непосредственный равномерный разогрев поверх10 ности вала, так как электрический ток высокой частоты пропускается через пресс-форму параллельно оси симметрии рабочей полости формы и магнитное поле в каждой половине

15 пресс-формы равно по силе, но противоположно по направлению. Поэтому суммарное магнитное поле (обеих половин формы) внутри оформпяющей полости формы отсутствует и помещен- °

20 ная в ней металлическая деталь (арматура) не нагревается. Таким образом, нагревание оформляющей полости формы в пресс-форме производится поверхностными электрическими токами

25 высокой частоты (100-10 мГц) . При такой частоте электрический ток выходит на поверхность электрического проводника (в данном случае — прессформы). Следовательно, нагрев его

3п происходит только на поверхности, а нагревание арматуры вала не предусмотрено.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигае35 мому результату является пресс-форма для нанесеяия покрытия на детали литьем под давлением, содержащая матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным

4g Разрезом боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизоляционную прокладку. !

Данная пресс-форма выполнена в ви45 де одновиткового яядуктора, подключенного к генератору электрического тока высокой. частоты. Электрический ток через пресс-форму проходит перпендикулярно оси симметрии ее рабо5б чей полости. Поэтону яагревание вала, помещеняого в рабочей полости пресс-@opia, происходит от воздей ствия суммарного переменного магнитно-. го поля, создаваемого самой пресс-фор55 мой, т.е.в пресс-форме обеспечивается одновременное нагреваяие корпуса пресс-формы и детали-арматуры типа вала, что позволяет наносить покры582 4 выполненную в виде двух верхней и

50 . нижней полуформ 1 и 2, боковые кромности, - 55

3 1147 тие из полимера на детали, нагретые в пресс-форме непосредственно до необходимой. температуры (2) .

Недостатками данной пресс-формы являются невысокая и неравномерная— по всей поверхности детали прочность наносимого полимерного покрытия вследствие того, что не решена проблема герметизации пресс-формы при заполнении ее расплавом полимера, à 10 также не предусмотрена компенсация усадки полимера во время его остывания при переходе от вязкотекучего ,состояния в твердое (стекловануе полимера), что важно в случае термопластичных полимеров, вязкость расплава которых высока. Например, в случае ароматических полиамидов (фенилов, ниплонов), пеРеработка которых в пластмассу требует больших - 20 давлений, например, для фенилона

С2 давление переработки должно быть

1000-1800 кГс/см (1100 10 -1800. 10 Па). При недостаточном дав5 ленин или его отсутствии такие 25 полимеры разрежаются, если их нагревать выше температуры стеклования. Кроме того, при переходе от вяз-котекучего состояния полимерного расплава в твердое (стеклование) наблюдается большая усадка полимера.

Следовательно, когда объем рабочей полости пресс-формы остается постоянным, при температуре, близкой к температуре стеклования полимера, давление переработки (литья) пада35 ет из-за отсутствия поступления свежего расплава через литниковый канал на 40-60Х. Вследствие чего сшивание макромолекул полимера ослабе40 вает и сам полимер разрежается.

Поэтому прочность полимерного покрытия снижается. Например, для фенилона С2 при отсутствии компенсации усадки полимера при температуре

45 близкой температуре его стекЛоваиия во время литья под давлением разрыв5 ная прочность уменьшается 1600 10 650 10 Па, а сцепление покрытия с деталью-валом совсем исчезает, что снижает качество покрытия.

Цель изобретения - повьппение качества покрытия путем обеспечения

его монолитности и повыпения прочПоставленная цель достигается тем, что в пресс-форме для нанесения покрытия на детапи литьем под давлением, содержащей матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизоляционную прокладку, матрица BbllloJIHeHB с дополнительным продольным разрезом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного,разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости из разъема, причем одна из полуформ выполнена с выступами, а вторая — с впадинами для размещения выступов, один из которых посредством электроизоляционной прокладки изолирован от полуформы и соединен проводником с второй полуформой, при этом одна из полуформ снабжена распорными пальцами, смонтированными с возможностью контактирования с регулирующими клиньями, которыми снабжена вторая полуформа.

Предлагаемая конструкция .позволяет обеспечить уменьшение объема рабочей полости матрицы в процессе остывания полимера за счет наличия распорных пальцев и регулирующих клиньев, а герметизация рабочей полости осуществляется вследствие наличия выступов и впадин.

Изолирование одного иэ выступов и соединение его проводником с дру-. гой полуформой позволяет изготовлять металлическими (с высокими механическими характеристиками) работающие на износ боковые поверхности выступа и впадины, а также торцовую поверхность распорного пальца, от состояния и срока службы которых зависит точность пресс-формы и надежность ее работы.

На фиг. 1 изображена пресс-форма, общий вид, на фиг.2 — вид А на фиг.1.

11ðåññ-форма содержит матрицу 1, ки которых имеют электрические клеммы 3-6, причем полуформы 1 и 2 образованы цилиндром с основньм и до полнительным продольными разрезами

7, а клеммы 6, размещенные в зоне дополнительного разреза 7, связайы проводником 8 для электрического соединения полуформ 1 и 2, элемент

1147582

9 верхней полуформы 1 изолирован от нее электроизоляционной прокладкой 10, например из слюды, Клемма

5 соединена гибким проводником 11 с клеммой 4, а клеммы 3 и 5 проводами 12 подключены к источнику (генератору) тока высокой частоты 850 кГц (не показан). Таким, образом, пресс-форма представляет собой одновитковый индуктор. Полуформы 1 и 2 10 смонтированы с возможностью относительного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости их разъема, причем одна из полуформ (в данном случае верхняя полуформа 1) по t5 всей ширине выполнена с выступами

13, а вторая полуформа 2 — с впадинами 14 для размещения выступов 13, один из которых выполнен на элементе 9 и изолирован от основной 20 части полуформы 1 электроизоляционной прокладкой 10. Полуформы 1 и 2 образуют рабочую полость 15, которая сообщена с литниковым каналом

16, выполненным в верхней полуфор- У5 ме 1. Верхняя полуформа 1 снабжена распорными пальцами 17, смонтированными с возможностью контактирования с. регулирующими клиньями 18, которымн снабжена нижняя полуформа 2. 30

Для дополнительного подогрева пресс-формы предусмотрены полости, в которых могут быть установлены омические электронагреватели, изолированные при помощи керамических бус (не показано). Для герметизации рабочей полости 15 использованы детали 19 в виде колец, соприкасающиеся с полуформами 1 и 2, поверхности которых покрыты теплостойким. 40 электроизоляционным материалом 20, например слюдой. Для контролирования температуры детали и пресс-формы (индуктора) имеются термонары (не показаны).

Пресс-форма работает следующим образом.

На детали-шейке вала 21, обработанной механически, например реза-, нием, монтируют пблуформы 1 и 2.

Клеммы 4 и 5 и клеммы 6 соответственно соединяют гибкими проводниками 11 и 8. Собранную таким образом пресс-форму в виде одновиткового ийдуктора посредством клемм 3 и

5 и проводов 12 подключают к генератору электрического тока высокой частоты. Регулирующие клинья 18 устанавливают так; чтобы раслорные пальцы 17 установили между поверхностями разъема верхней 1 и нижней

2 полуформ зазор, приблизительно равный 0,2-1,0 мм. Затем включают генератор тока высокой частоты и (по необходимости) омические электронагреватели в сеть переменного тока. После нагрева шейки вала 21 и пресс-формы до температуры-, равной температуре переработки полимера, проводят впрыск полймера под давлением через литниковый канал 16. После заполнения рабочей полости 15 формы расплавом и остывания до тем- пературы стеклования (отверждения) полимера, регулирующие клинья 18 перемещают так, чтобы распорные пальцы 17 могли опуститься. Затем проводят перемещение (сжатие)полуформ

1 и 2 до полного стыкования разъемных поверхностей. Излишний расплав выходит в литниковык канал 16. После остывания производят разборку пресс-формы, литник и сблои полимерного покрытия удаляют, а поверхность шейки вала 21 обрабатывают шлифованием до требуемого размера.

Дополнительное сжатие нанесенного полимерного покрытия при температуре стеклования полимера позволяет повысить монолитность (однородность)полимерного покрытия и увеличить его прочность по всей поверхности шейки вала 21.

Предлагаемая пресс-форма позволяет восстанавливать изношенные шейки стальных и чугунных валов, проста по конструкции и обслуживанию, дешева в изготовлении, требует гораздо меньше времени для нанесения качественного полимерного покрытия, безопасна в работе, позволяет полностью автоматизировать процесс восстановления валов полимерными покрытиями.

С помощью предлагаемой прессформы были восстановлены литьем под давлением шейки распределительных ва" лов двигателей ГАЗ-51 покрытием из фенилона С2 (ТУ 6«05-221-226-72) толщиной 1,5 мм. Восстановленные фенилоном С2 распредвалы были устаl новлены. в двигателях ГАЗ-51, Стандартные баббитовые втулки были заменены стальными с твердостью НРС

62. Проведены стендовые и экспдуатационные испытания автомобилей с

1147582

Вид 4

Составитель Л .Кольцова

Редактор Н.Воловик ТехредМ.Гергель Корректор М.Розман

Заказ 1467/17 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 экспериментальными двигателями.

Экономический эффект по сравнению с восстановлением наплавкой металлом под слоем флюса составил не менее

2,0 руб. на один вал. После пробега автомобилей 80 тыс км следов износа сопряжения фенилоновое покрытие стальная втулка не было.

Таким образом, изобретение позволяет получать качественные покрытия на деталях типа вала путем обеспечения обогрева детали непосредственно

5 в пресс-форме и вследствие дополнительного сжатия покрытия при температуре стеклования непосредственно в пресс-форме.