Способ нанесения покрытий из порошковых материалов на внутренние поверхности изделий

 

Изобретение относится к способу нанесения покрытий из порошковых материалов . Цель изобретения - повьгаение качества нанесения двухслойных покрытий. Сущность способа заключается в том, что при нанесении слоев последовательно число оборотов детали изменяется до значения, определяемого из формулы вес материала второго слоя покрытия, g п - число оборотов детали при нанесении первого слоя покрытия; п,- число оборотов детали при нанесении второго слоя покрытия. 2 ил, 1 табл. СО 05 :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (594 В 22 F

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР № 8631Ъ6, кл. В 22 F 7/04, 1979 °

n<= n„((К вЂ” Ь1И) У„Л„(2Кьн а, j /((R b„d„d )2) Yg dg(2Rb„а -2d ), (21) 4068548/31-02 (22) 18.03.86 (46) 23. 12.87. Бюл. ¹ 47 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.А. Карпушин, Л.С. Олейников, Г.В. Нехай и N.Ë. Шкирич (53) 621.762.8(088.8) где Rb„— внутренний радиус исходной детали л, — толщина первого слоя покрытия; л — толщина второго слоя покрытия; Т вЂ” удельный вес материала

1 первого слоя покрытия; — удельный (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ВНУТРЕННИЕ . ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к способу нанесения покрытий из порошковых материалов. Цель изобретения — повышение качества нанесения двухслойных покрытий. Сущность способа заключается в том, что при нанесении слоев последовательно число оборотов детали изменяется до значения, определяемого из формулы вес материала второго слоя покрытия, n — число оборотов детали при нане1 сении первого слоя покрытия, п — число оборотов детали при нанесении второго слоя покрытия, 2 ил. 1 табл. (5) V =dR (6) Jl n

u) -=

10 т.е. подставляя (5) и (6) в (4) имеем

n R

А 1 п2Н2 (7) где п1- число оборотов для 1-го слоя

20 и 2-ro слоя из условия сохранения определенного значения центробежной силы.

При замене К; на соответственно 1 1 (7) будет иметь вид

П1 и (8) 30

Распишем выражение для масс слоев:

m. = . V, 1 1 j где . — плотность соответствующего

35 слоя материала порошка, V; — его объем. (2) 50 дх (R -a- -у m ьн 1 2 или п

55 (4) V

2 (10) — 4 ьн 1 2

Отсюда

1 136090

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам найесения покрытий из порошкообразных материалов и может быть использова-.

5 но при упрочнении и восстановлении внутренних поверхностей цилиндрических деталей — тел вращения.

Цель изобретения — повышение качества покрытий.

На фиг.1 представлена схема реализации предлагаемого способа при нанесении двухслойных покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей на фиг.2 — устройство для реализации способа нанесения покрытий.

На фиг.1 приведена схема формирования двухслойного покрытия, где

F и à — значения центробежных

Ц Ц сил, приложенных к порошковым слоям

1:и 2;

R — внутренний радиус покрываеьн мой детали; д — толщина первого наносимого

1 порошкового слоя; 25 д2 — толщина второго слоя.

Определяем скорость вращения при нанесении двухслойного покрытия, исходя из равенства центробежных сил, т.е. Гц = F„ или

Ц2

2 тд Ч тг 4 (1)

К Р2

1 где m, — масса 1-ro порошкового слоя

m — масса 2-ro порошкового слоя, .V — средняя линейная скорость частиц 1-ro порошкового слоя, V - -средняя линейная скорость

2 частиц 2-ro порошкового слоя

R, — средний радиус 1-ro порошкового слоя, R — средний радиус 2.-.ro порошко2 вого слоя, Из (1) найдем отношение квадратов скоростей:

R im2

2 1

С учетом соответствующих толщин слоев (2) переписывается в виде (3)

V2

Так как для линейной скорости вращательного движения верно где

Так как слой имеет цилиндрическую форму, то

H (R )

Ггде Н вЂ” высота слоя, м =const, R — наружный радиус;

r — внутренний.

2 2

V =У!Н1К вЂ” (К вЂ” 4) 1 =

1 . ЬН ЬН и

=Тi Н (2R „д -a,)

2 2

= 1 t (R -д ) — (Н „-4 — д )

= и H (2Кьм 42-дг 24142

Ч H д (2R „- 2- 24) . (9) Подставляя (9) и (8), имеем

1360901

n=n

2 1

7,8 г/см

Устройство для реализации способа нанесения покрытий содержит деталь

1, в которую засыпают слои 2 и 3 покрытий содержит деталь 1, в которую засыпают слои 2 и 3 покрытий различной твердости, закрываются крышкой

4 и поджимаются центром 5. Нагрев осуществляется индуктором 6, а сама деталь закреплена в патроне 7. К торцу патрона 7 крепится зеркало 8, на которое от источника 9 подается световой сигнал, воспринимаемый счетчиком 10 импульсов и поступающий в схему 11 усиления и блок 12 сравнения.

Устройство содержит также блок 13 задач и блок 14 управления двигателем

15 постоянного тока (ДПТ).

Измерение температуры осуществляется бесконтактным пирометром 16, связанным с самопишущим регистрирующим прибором 17.

Способ осуществляется следующим образом.

В упрочняемую деталь 1 (фиг.2) засыпают слои 2 и 3 порошков (через разрезную легкоплавкую прокладку, которая на фиг.2 не показана),,после чего включают вращение детали и индукционный нагрев ТВЧ. Во время течения процесса контролируют температуру бесконтактным пирометром 16.

Информация о контроле передается на самопишущий регистрирующий прибор

17 и в блок 12 сравнения (БС) для осуществления контроля с заданной температурой.

Одновременно световой сигнал, поступая от источника 9, отражается зеркалом 8 и воспринимается счетчиком 10 импульсов, который через схему усиления подается на блок сравнения для обеспечения требуемого числа оборвтов в сравнении с заданным. Далее сигнал поступает в блок 13 задач и блок 14 управления двигателем постоянного тока, которые регулируют число оборотов двигателя до заданного уровня.

При достижении первого слоя 2 заданной в блоке сравнения температуры спекания слоя с основным материалом (t .= 1050 С), которая измеряется пи! рометром 16 и регистрируется прибором

17, блок 12 сравнения и блок 13 задач выдают сигнал блоку 14 управления на изменение чисел оборотов дви-. гателем 15 постоянного тока (ДПТ) .

Ввиду того, что центробежные силы, действующие на порошковый слой 3 меньше соответствующих сил, действующих на порошковый слой 2, число оборотов, развиваемое двигателем посто-. янного тока, увеличивают. По окончании процесса, время ведения которого установлено блоком 13 задач, подается сигнал на отключение ДПТ и индуктора 6.

Пример реализации способа.

Материал наносимого первого слоя покрытия — СНГН. Материал второго слоя — покрытия бронза БР-ОЦ6-6-3.

К = 50 мм = 5 см — внутренний раьн диус детали, к,= 2 мм = 0,2 см- толщина слоя первого покрытия, — удельная масса материала первого слоя;

= .3 г/см з

2 — удельная масса материала второго слоя;

n = 1500 об/мин — число оборотов

1 детали при нанесении первого слоя

Ь =: 2 мм = 0;2 см — толщина слоя второго покрытия, источник нагрева — индуктор ТВЧ.

При подставлении исходных данньм в формулу (11) имеем и =2522 об/мин.

При достижении первого слоя темпе,ратуры спекания с материалом детали (1050 С) вращают деталь со скоростью

2522 об/мин, температуру в зоне спекания определяют термометром. После нанесения второго слоя выключают источник нагрева и производят механи

55 ческую обработку нанесенного слоя на токарном станке.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает воз5 1360901

6 можность нанесения двух- и многослой-, и прочностью сцепления с основным ных покрытий из металлических порош".. материалом. ков на внутренние поверхности деталей Экспериментальные данные, харакразличных диаметров (20-250 мм). При- теризующие физико-механически свойrz чем толщина каждого из слоев может ства покрытий, нанесенных известным находиться в пределах 0 5-3 мм. и предложенным способами представлеПрименение системы измерения тем- ны в таблице, пературы позволяет обеспечить управ- Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я ление в процессе упрочнения темпера- 10 Способ нанесения покрытий из потурными режимами при нанесении покры- рошковых материалов на внутренние потий из порошков различного химическо- верхности изделий, включающий засыпку го состава, например СНГН, ПГХНСР2, порошка первого и второго слоев в поСРЗ, СР4, и т.д., которые колеолются лость детали, ее вращение, нагрев до в дрстаточно широком диапазоне (800- 16 температуры спекания порошкового ма1050 ) .. териала первого слоя с деталью, измеСистема измерения скорости враще- нение числа оборотов вращения детали, ния детали обеспечивает возможность нагрев до температуры спекания порошточного контроля числа оборотов дета-, кового материала второго слоя с дели, и в свою очередь создание тре- 20 талью, отличающийся тем, буемой величины центробежных сил на что, с целью повышения качества покаждый слой наносимого покрытия. Бла- крытий, число оборотов при нанесении годаря этому получаются покрытия с второго слоя п определяют из соотновысокой равномерностью плотностью шения и д

2 ) (2R - ) об/мин n = n„

-Ь - — )г a)2R -А — 2й )

hg, ьи 2 н внутренний радиус исходной детали,см, 30 толщина первого слоя покрытия, см; толщина второго слоя покрытия, см, удельная масса материала 35, первого слоя покрытия, г/см — удельная масса материала г второго слоя покрытия, г/см, з

n — число оборотов детали

1 при нанесении первого слоя покрытия об/мин. где 11 ьН

Прочность сцепления покрытия с основой кг/мм

Способ

Тол- Число обо

Материалы

Темпер а тура ве дения процесс

Порис- Внутротов детали и, об/мин тость

Детали Покрытия ренний на покрытия, Ж слоя подиаметр детали, мм крытия, мм

Предлагаемый Сталь Бронза

45 БР-ОЦС6-6-3

2 и „=1500 1050 и = 2522

9-11

5...7 50

Известный Сталь Бронза

45 БР-ОЦС6-6-3

6-8

2 2500

1050

9... 12 50

1360901

Составитель Т. Шевелева

Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Редактор Г. Гербер

Заказ 6180/16 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Ироектная, 4