Способ нанесения детонационного покрытия на поверхность детали
Владельцы патента RU 2504599:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к нанесению детонационных покрытий на поверхности деталей машин. Технический результат - повышение равномерности толщины получаемого покрытия. Способ включает напыление частиц покрытия на поверхность, при этом часть напыляемых частиц направляют непосредственно на поверхность детали, а часть отклоняют от исходной траектории за счет рикошета от наклонной поверхности отражателя. Перемещение детали при напылении осуществляют с формированием пятен покрытия, прилегающих друг к другу без зазоров и наслоений. При этом используют отражатель, позволяющий получать пятна покрытия заданной формы, обеспечивающей упомянутое прилегание пятен друг к другу. 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к нанесению детонационных покрытий на плоские поверхности деталей машин.
Известен аналогичный способ нанесения детонационных покрытий, описанный в [1], в котором для повышения равномерности покрытия по толщине центры круглых пятен покрытия располагаются в узлах правильной треугольной сетки. При этом автор сформулировал следующие условия реализации способа: 1) сдвиг пятен при формировании ряда должен быть не менее половины пятна, иначе толщина слоя на отдельных участках уже в первом ряду будет отличаться более чем в два раза; 2) сдвиг пятен при формировании ряда должен быть не более одного пятна, иначе в формируемом слое появятся «просветы» с концентрированным содержанием «грязи»; 3) сдвиг каждого ряда относительно предыдущего должен быть также не более пятна и не менее его половины.
Недостатком описанного способа является наличие участков с многократными перекрытиями пятен, образующих неравномерность полученного слоя по толщине.
В качестве прототипа выбран способ нанесения покрытия [2], в котором обрабатываемую поверхность подвергают воздействию струи частиц напыляемого материала. При этом часть напыляемых частиц направляется непосредственно на поверхность, а часть отклоняется от исходной траектории за счет рикошета от наклонной поверхности отражателя.
Недостаток прототипа - не гарантируется возможность равномерного нанесения покрытия по толщине.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении равномерности нанесения детонационного покрытия по толщине, что уменьшит расход порошка для нанесения слоя покрытия заданной толщины, а также сократит время на последующую обработку покрытия (шлифование).
Технический результат достигается тем, что производят напыление частиц покрытия на указанную поверхность, при этом часть напыляемых частиц направляют непосредственно на поверхность детали, а часть отклоняют от исходной траектории за счет рикошета от наклонной поверхности отражателя, при этом перемещение детали при напылении осуществляют с формированием пятен покрытия, прилегающих друг к другу без зазоров и наслоений, при этом используют отражатель, позволяющий получать пятна покрытия заданной формы, обеспечивающей упомянутое прилегание пятен друг к другу.
Заявленный способ реализуется по следующим этапам.
- Выбирается отражатель для определенной формы напыляемых поверхностей, обеспечивающая получение равномерного по толщине слоя покрытия, состоящего из расположенных без зазоров и наслоений пятен (фиг.1).
- Отражатель закрепляют на стволе детонационной установки так, чтобы струя частиц, вылетаемых из ствола, частично попадала на наклонные стенки отражателя, отклонялась от них, формируя форму пятна покрытия, которая обеспечивает возможность прилегания равномерных по толщине пятен покрытия друг к другу без зазоров и наслоений.
- В процессе нанесения покрытия осуществляется перемещение напыляемой детали с помощью манипулятора, обеспечивающее получение равномерного по толщине слоя покрытия за счет прилегания равномерных по высоте пятен напыляемого покрытия без зазоров и наслоений или с реализацией равномерного зазора между пятнами напыляемого покрытия. Последнее обеспечит получение углублений, окружающих пятна покрытия, которые могут использоваться в качестве масляной канавки для улучшения условий смазывания поверхностей трения. Кроме того, зазор между пятнами покрытия позволит снизить внутренние напряжения в обрабатываемой детали, образуемые за счет термического сжатия пятен покрытия при их остывании на напыляемой поверхности.
Пример реализации способа. Брали плоский круглый образец из стали 45 толщиной 5 мм и диаметром 72 мм. Для напыления выбрали специально изготовленный отражатель, обеспечивающий нанесение гексагональных пятен с диаметром описанной окружности 20 мм (фиг.2). Наносили покрытие из порошка твердого сплава ВК-12 с частотой 4 Гц с использование автоматизированного детонационного комплекса «Дракон». Количество наносимых слоев - 10. Манипулятор обеспечивал беззазорное расположение пятен покрытия (фиг.3). В результате получено равномерное покрытие толщиной 100 мкм.
На фиг.1. показаны различные варианты нанесения покрытий в зависимости от формы наносимого пятна, а - гексагональная форма пятен покрытия, б - квадратная форма пятен покрытия, в - треугольная форма пятен покрытия, 1 - обрабатываемая деталь, 2 - пятно покрытия.
На фиг.2 представлена конструкция отражателя для нанесения гексагональных пятен покрытия, 1 - выходная часть ствола детонационной пушки, 2 - отражатель.
На фиг.3. показана схема напыления круглого образца с беззазорным расположение гексагональных пятен контакта, 1 - обрабатываемая деталь, 2 - гексагональные пятна покрытия.
Используемая литература
1. Ульяницкий В.Ю. Физические основы детонационного напыления: диссертация д-ра физ.-мат. наук: 01.02.05 Новосибирск, 2001, 256 с.
2. Peter Heinrich, Heinrich Kreye. WO 2008104252 A1. Verfahren zum substratbeschichten durch thermisches oder kinetisches spritzen. 04.09.2008.
Способ нанесения детонационного покрытия на поверхность детали, включающий напыление частиц покрытия на указанную поверхность, при этом часть напыляемых частиц направляют непосредственно на поверхность детали, а часть отклоняют от исходной траектории за счет рикошета от наклонной поверхности отражателя, отличающийся тем, что перемещение детали при напылении осуществляют с формированием пятен покрытия, прилегающих друг к другу без зазоров и наслоений, при этом используют отражатель, позволяющий получать пятна покрытия заданной формы, обеспечивающей упомянутое прилегание пятен друг к другу.
