Способ наплавки

 

Использование: при упрочнении поверхностей на деталях машин и инструменте . Сущность изобретения: на верхнюю поверхность детали наносят упрочняющий материал,, В порошок упрочняюцего материала вводят частицы неэлектропроводного тугоплавкого материала . Размеры этих частиц больше размеров заданной толщины слоя упрочняющего материала. Деталь размещают между электродами в контакте с упрочняющим материалом и пропускают между ними импульсы электрического тока. 1 ил. « Ё

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (®g В 23 К 9104

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГМНТ СССР (21) 4834847/08 (22) 05 06„90 (46) 23,09.92, Бюл. 1 35 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) A. В. Бобров, А, В. Гришин, Ю„В.Красовский и Б.А.Харченко (56) Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. - И.: Машиностроение, 1976, с. 75

Вереща ка А. С., Трет ья ков И. M.

Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. - И.: Нашиностроение, 1986, с.192.

Хасуи А., Норигаки О. Наплавка и напыление. - И.: Нашиностроение, 1985, с.239.

Гордульский А.Ф., Забежинский А.Я., Клименко Ю.В. Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка в машиностроении и ремонте. - Киев, ИЭС им.Е.О.Патона, 1981, с.44-47..

Изобретение относится к сварке, а именно, к наппавке, и может найти применение при упрочнении поверхнос" тей на деталях машин и инструменте.

Известен способ упрочнения поверхностей путем электроискрового легирования.

Недостатками этого способа являются низкая производительность и малая толщина упрочненного слоя, что не позволяет его применять, например, для восстановления изношенных поверх. ностей, „,5U,, 17о3119 А1

2 (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ (57) Использование: при упрочнении поверхностей на деталях машин и инструменте. Сущность изобретения: на верхнюю поверхность детали наносят упрочняющий материал. В порошок упрочняющего материала вводят частицы неэлектропроводного тугоплавкого материала. Размеры этих частиц больше размеров заданной толщины слоя упроч" няющего материала. Деталь размещают между электродами в контакте с упрочняющим материалом и пропускают между ними импульсы электрического тока. 1 ил. () с

Известны также процессы нанесения (p3 покрытий в вакууме. Эти процессы тре- а буют специального оборудования, отли- в чаются повышенной трудоемкостью эа 0 счет создания вакуума, а получаемые покрытия имеют малую толщину, измеря" емую микронами.

Известны также1 способы гаэопламенных, электродугввых, плазменных напыления и наплавки.

Недостатками этих способов, является небольшая площадь обрабатываемой поверхности, в связи с чем всегда

3 1763119 применяют перемещение упрочняющего инструмента относительно детали, что увеличивают трудоемкость реализации этих способов. Кроме того напыленf 5 ные покрытия имеют, как правило, малуЮ толщину и не имеют металлургичес-. кой связи с подложкой, а наплавленные покрытия трудно получить малой толщины без сильного перемешивания основного и присадочного материалов.

Прототипом предлагаемого изобре» тения является способ электроконтакт" ной наплавки биметаллических пластин, при котором стальную пластину с на несением на нее порошком "инструментального материала помещают между электродами, затем прикладывают к нии давление посредством пресса и пропускают импульсы тока., При этом порошок инструментального материала расплавляется, сплавляясь с пластиной и образуя на ней покрытие.

Недостатками прототипа являются необходимость в механизме для созда- 25 ния давления, что лимитирует производительность, малая стойкость элект" родов, а также низкая чистота поверх" ности наплавки, зеркально повторяющей конфигурацию поверхности электро- З0 да, быстро теряющего свою Форму.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и качества покрытия,. При этом достигает" ся также и упрощение применяемого обо-35 рудования за счет исключения механизмов сжатия и переиещения электрода относительно изделия.

Сущность предлагаемого изобретения представлена на чертеже. Между элект- 40 родами 1 и 2 помещают упрочняеиую деталь (пластину) 3 с нанесенной на нее смесью порошка упрочняющего материала 4 и тугоплавких неэлектрических частиц 5 При пропускании через элект -45 роды иипульса тока возбуждается ду" га 6, оплавляющая порошок упрочняющего порошка "в "месте, где это эйергетически более выгодно. Таким местом является, как правило, точка, где coripo"

50 тивление между поверхностями электро" да 1 и пластины 3 минимально,- т.е. где зазор между поверхностью электрода 1 и порошком упрочняющего электропроводного материала минимален. По мере оплавления порошка и его усадки

55 этот зазор увеличивается. По окончании импульса тока дуга обрывается, а во время паузы между импульсами ионизация промежутка, где горела дуга, пропадает, и при следующем импульсе дуга горит в другом, более энергети, чески выгодном месте. Таким образом, через некоторое время вся поверхность пластины будет оплавлена, причем дуга, возникающая при последующих им" пульсах тока, будет оплавлять очередные выступы на оплавленной поверхности, выравнивая, таким образом, последнюю. Поверхность покрытия будет зеркально повторять поверхность электрода. Частицы 5 служат для поддерживания постоянства расстояния между электродом 1 и деталью 3. Создания давления между электродами при этом не требуется, достаточно прижатия собственным весом электрода 1. Повышения производительности можно достичь эа счет увеличения площади электродов и размещения между ними сразу нескольких деталей. Пос" ле окончания наплавки выступающие час" тицы 5 могут быть легко удалены, например, шлифованием. Вес порошка, необходимого для получения покрытия нужной толщины на заданной площади, может быть легко рассчитан.

Процесс можно ввести с применением порошкового флюса, с защитой места наплавки газом или жидкостью. Для получения поверхностей наплавки различной чистоты, можно изменять время наплавки, частоту и силу тока импуль" сов, путем неоднократного повторения процесса возможно получение и многослойных покрытий, а также покрытий из композиционных материалов.

Пример„ На пластину из стали

4Х5МФС размером 20х20х5 мм был нане" сен порошок быстрорежущей стали

10Р6М5 с грануляцией частиц 4-400 мкм с замешанными в него частицами электрокорунда размером 0,9-1,1 мм и буры (электрокорунда - 2 мас.В, буры "

5 мас.4). Такая заготовка была поме" щена между плоскими медными водоох" лаждаемыми электродами, причем прижим осуществлялся весом верхнего электрода. Импульсы тока поступали от йсточника питания с частотой импульсов 10 Гц. Время наплавки 5 с, энергия подведенная к электродам за это время 5 кВа„

После извлечения наплавленной таким образом пластины последняя имела равномерное оплавленное покрытие толщиной 0,4 мм с выступающими частица5 17631 ми электрокорунда, которые были уда" лены при шлифовании. После отжига, закалки и трехкратного отпуска по традиционным режимам пластина была подвергнута металлографическим иссле5 дованиям, показавшим, что наплавленный слой имеет мелкозернистую струк" туру (11-12.балл по ГОСТ 5639-65) и хорошее сплавление с основой. 10

Внедрение предлагаемого изобрете» ния позволит получить наплавленные покрытия толщиной от 0,1 до 1 миллиметров и более, имеющие металлур" гическую связь с подложкой и равномер- lg ную толщину по всей упрочненной поверхности, Производительность процесса, составляющая около 100 мм2/с, позволит значительно снизить время наплавки. Процесс позволяет получать, например, режущие пластины, состоящие из конструкционной стали, с наплавленными на нее слоями из быстрорежущей стали или твердого сплава,что может обеспечить снижение расхода этих дорогих и дефицитных материалов в 5-6 раз и позволит осуществлять заточку таких пластин на плоскошлифовальных станкахс магнитной плитой, что значительно снизит трудоемкость. 30

19 б

Осуществление процесса в автоматичес. ком саморегулирующемся режиме позволит в 10-20 раз снизить трудоемкость наплавки единицы площади по сравнению с традиционными способами, а точная дозировка упрочняющего материала позволит экономить до половины его количества и производить дальнейшую обработку наплавленных деталей без применения лезвийного инструмента т.к. припуски минимальны. формула изобретения

Способ наплавки, при котором на верхнюю поверхность детали наносят слой порошка упрочняющего материала, деталь размещают между электродами в контакте с упрочняющим материалом и между электродами пропускают импульсы электрического тока, о т л и ч а ешийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и ка: чества покрытия, в порошок упрочняющего материала вводят частицы неэлектропроводного тугоплавкого материала, причем размеры этих частиц больше заданной толщины слоя порошка упрочняющего материала.

Редактор О.Стенина

Техред И.Иоргентал

Корректор Н.Ревская

Ю4ВЮЮЮЮ

Заказ 3412 Тирам Подписное

BHHPJIH Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101