Способ нанесения покрытий из порошковых материалов

 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим спосо-, бам обработки и может быть исполь— ^ зовано при электроискровом легирова—нии поверхности деталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей, снижение материалоемкости и улучшение качества покрытия, обрабатываемой поверхностью является пластина из Ст.А5. Компактным анодом является стержень из твердого сплава Т15К6. Порошок подают в зону обработки между анодом и катодом и приводят в псевдоожиженное состояние. При создании на обрабатываемой поверхности в псевдоожиже>&1ном слое отложений необходимой толщины 0,5-2 мм включают рабочий ток 2А и вибратор. Всю систему смещают по обрабатываемой поверхности со средней скоростью 0,1 мм/с. Нужный расход порошка, обеспечивающий необходимую величину закритической среднеобъемной концентрации частиц' и толщины их отложений в электроди^намически псевдоожиженном слое - ^и, = 0,5%, осуществляют дозирующей диафрагмой. 1 з,п.ф-лы.ооО1 tsDИзобретение относится к электрофизическим и электрохимическим способам обработки и может быть использовйно при электроискровом легировании поверхностей деталей из токопрово- ДЯ1ДИХ материалов.Цель изобретения - расширение технологических возможностей, снижение материалоемкости и улучшение качества покрытия.Пример. Обрабатываемой поверхностью (катодом) служит гори-зонтально размещенная пластина размером 150 X 150 мм, изготовленная из Ст,'|5. Компактным анодом является цилиндрический стержень диаметром 3 мм, длиной 30 ми из сплава Т15К6, совершающий возвратно-поступательные движения во фторопластовой втулке, наружным диаметром 6 мм. В качестве генератора низкоточных импульсов используют блок питания установки Элитрон-22. Приведение электрода-инструмента в возвратно-поступа->&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕСПжлин

as> SU (11) Ai

1 (21) 4758513/02 (22) 16.11.89 (46) 30.01.92.Бюл. И 4 (71) Институт прикладной физики

АН МССР и Опытный завод Института прикладной физики АН МССР (72) И.К.Болога, А.Б.Берков и В.В..Ермилов (53) 621.762.763(088.8) (56) Авдеев Н.В. Иеталлирование. И. :

Машиностроение, 1978, с.9-,14.

Ярошевич В.К., Белоцерковский И.А, Антифрикционные покрытия из металлических порошков: Иинск: Наука и техника, 1981, 50-64.

Гитлевич А.Е. и др. Злектроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев: Штинца, .1985, с.12. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к электрофиэическим и электрохимическим спосо-, бам обработки и может быть использовано при электроискровом легироваИзобретение относится к электрофизическим и электрохимическим способам обработки и может быть использовано при электроискровом легирова. нии поверхностей деталей из токопроводяЩих материалов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей, снижение материалоемкости и улучшение качества покрытия.

Пример. Обрабатываемой поверхностью (катодом) служит гори(51) В 22 F 7/04, Н 01 С 17/16, А 22 F 1/02

2 нии поверхности деталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей, снижение материалоемкости и улучшение качества покрытия, обрабатываемой поверхностью является пластина иэ Ст.45 ° Компактным анодом является стержень из твердого сплава Т15К6. Порошок подают в зону обработки между анодом и катодом и приводят в псевдоожиженное состояние. При создании на обрабатываемой поверхности в псевдоожижейном слое отложений необходимой толщины

0,5-2 мм включают рабочий ток 2А и вибратор. Всю систему смещают по обрабатываемой поверхности со средней скоростью О, 1 мм/с. Нужный расход порошка, обеспечивающий необходимую величину закритической среднеобъемной концентрации частиц и толщины их отложений в электродинамически псевдоожиженном слое - /3 = 0,5Ф, осуществляют дозирующей диафрагмой.

1 з.п.ф-лы. зонтально размещенная пластина раз мером 150 х 150 мм, изготовленная из Ст„45. Компактным анодом является цилиндрический стержень диаметром 3 мм, длиной 30 мм из сплава

Т15К6, совершающий возвратно-поступательные движения во фторопластовой втулке, наружным диаметром 6 мм. В качестве генератора ниэкоточных импульсов используют блок питания установки Элитрон-22. Приведение электрода-инструмента в возвратно-посТупа1708521 а тельное движение осуществляют с частотой 100 Гц с помощью вибратора от этой же установки..Областью пространственной устойчивости электродинамического) псевдоожиженного слоя является цилиндрический объем диаметром 20 мм и высотой 10 мм. Высоковольтный положительный электрод, формирующий внутреннюю эквидистантную область псевдоожиженного слоя и зону электростатических затворов с углом раскрытия (= 10, выполняют из нержао веющей стали Х18Н9Т. Высоковольтный электрод с помощью диэлектрических изолирующих втулок закрепляют на подвижном шасси, Здесь же устанавливают два бункера, содержащих наносимый на обрабатываемую поверхность порошок, подаваемый в область электростатических затворов через отверстия в верхнем электроде. Электродинамическое псевдоожижение осуществляют при напряжении около 7 кВ от высоковольтного источника. При нанесении покры- г5 тия включают высоковольтный источник.

При создании на обрабатываемой поверхности в псевдоожиженном слое отложений необходимой толщины (0,5-2 им) включают источник тока (рабочий ток

2А) и вибратор, приводящий электрод-инструмент в возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности °

Одновременно всю систеиу смещают по обрабатываемой поверхности со средней скоростью 0,1 мм/с. Нужный расход порошка, подаваемого в межэлектродный зазор и сбеспечивающий. необхо- 40 димую величину закритической средне-. объемной концентрации частиц и толщины их отложений в электродинамически псевдоожиженном слое, осуществляют дозирующей диафрагмой, установлен- 45 ной между бункером и электродом (f3 K = . О, 5Ж) .

Эксперименты проводят для двух типов металлических порошков: тугоплавких и легкоплавких. В качестве тугоплавких порошков используют техяические порошки вольфрама и молибдена со средним диаметром частиц в диапазоне 40-200 мкм, легкоплавкими порошками являются олово и свинец размером 40-180 мкм.

При использовании порошков вояьфрама и молибдена удается получить равномерное покрытие толщиной до

0,5 мм p = 0,73. Применение частиц олова и свинца позволяет нанести равномерное покрытие толщиной до 1,5 мм (Р = 1,0Ф), Превышение среднеобъемной концентрации диспергента критического знаивнии („В ). приводит к образованию слоя отложений на катоде электродинамического псевдоожиженного слоя.

При условии, что „ = 0,13 (d /

/h)о, процесс ведут при среднеобъемной концентрации порошкового материала выше критической.

Электродинамически псевдоожиженный слой в предложенном способе локализуют в объеме, окружающем компактный анод. Локализацию осуществляют высоковольтным электродом, обрабатываемой поверхйостью и замкнутой эластичной диэлектрической стенкой, размещенной между ними по периферии зоны электродинамически псевдоожиженного слоя.

Эластичность стенки позволяет сократить потери порошка, застрявшего в неровностях обработанной поверхности, при перемещении вдоль нее псевдоожиженного слоя, поскольку незакрепленные частицы вновь вовлекаются в процесс псевдоожижения и формируют слой отложений частиц. Другим приемом локализации ясевдоожиженного слоя и слоя отложений используемом в описываемом способе, является создание на перифе" рии зоны обработки псевдоожиженного слоя области повышенной напряженности электрического поля, т.е. электро" статических затворов (запорных зон или областей статической пространственной устойчивости). Повышение напряженности электрического поля в зоне электростатических затворов приводит к ликвидации слоя отложений (поэтому взвешиванию частиц), что позволяет осуществлять в этой области эффективное смешение наносимых композитных IlopolllKQBblx материалов.

Однородное смешение при использовании тонкодисперсных материалов происходит благодаря их дезагрегированию при соударении с электродами в процессе псевдоожижения.

Нанесение покрыти" по описываемому способу может осуществляться инертным тугоплавким анодом, очень незначительно расходуемым под воздействием электрической эрозии при формировании пок170

Составитель Л.Гамаюнова

Редактор M.Toâòèí Техред И.дидык Корректор И.Самборская

Заказ 387 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина,101 рытия из частиц отложений на обрабатываемой поверхности. В частности, это относится к использованию граФитового компактного анода для нанесения покрытий из порошков легкоплавких материалов, таких как олово, свинец, цинк, алюминий, серебро. В этом случае можно получить беспримесные покрытия из наносимых порошковых мате- 0 риалов. В предложенном способе предусматривается создание условий, при которых наряду с внедрением в легируемую поверхность, материалов порошков, Формирующих слой отложений !5 в псевдоожиженном слое, происходит насыщение обрабатываемой поверхности материалом компактного анода в процессе его эрозии сильноточными техноло— гическими импульсами.. В этом случае 20 расширяются возможности Формирования заданных свойств легируемой поверхности за счет варьирования состава и свойств как материалов компактного анода, так и порошковых мате- 25 риалов.

Использование описываемого способа позволяет повысить производи тельность процесса нанесения покрытий, в частности при однократном 30 проходе анода по поверхности. Толщина нанесенного слоя определяется

Яг21 б толщиной слоя отложений частиц в псевдоожиженном слое, достигающей величины до нескольких миллиметров.

Предложенный способ обеспечивает улучшение однородности распределения элементов в нанесенном покрытии за счет активного смешения тонкодисперсных частиц в псевдоожиженном слое, позволяет сократить непроизводительные потери порошка покрытия, наплавленного в обрабатываемую поверхность.

Формула изобретения

1. Способ нанесения покрытий иэ порошковых материалов, включающий подачу порошка между компактным анодом и обрабатываемым катодом и пропускание импульсов тока между ними, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, снижения материалоемкости и улучшения качества покрытия, перед пропусканием импульсов тока порошок подвергают электродинамическому псевдоожижению при среднеобъемной концентрации порошка выше критической °

2. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что электродинамическое псевдоожижение осуществляют с локализацией последнего в зоне обработки.