close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6499

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6499
(13) C1
(19)
7
(51) B 23P 6/00,
(12)
B 23K 9/04
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
ФЕРРОМАГНИТНЫМИ ПОРОШКАМИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
ИМПУЛЬСАМИ РАЗРЯДНОГО ТОКА
(21) Номер заявки: a 20010372
(22) 2001.04.18
(46) 2004.09.30
(71) Заявитель: Производственное республиканское унитарное предприятие
"Минский автомобильный завод"
(BY)
(72) Авторы: Кожуро Лев Михайлович; Ракомсин Александр Петрович; Сидоренко Михаил Иванович; Сергеев Леонид Ефимович; Гальго Валерий Иванович; Реляво Александр Евгеньевич;
Хилько Дмитрий Николаевич; Тризно
Владимир Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
республиканское унитарное предприятие "Минский автомобильный завод"
(BY)
BY 6499 C1
(57)
1. Способ нанесения металлических покрытий ферромагнитными порошками в магнитном поле импульсами разрядного тока, включающий подачу ферромагнитного порошка в
зазор между деталью и полюсным наконечником электромагнита, воздействие магнитным
полем и импульсами разрядного тока, отличающийся тем, что подачу ферромагнитного
порошка осуществляют путем нанесения непосредственно на деталь пасты, содержащей 4555 мас. % ферромагнитного порошка и 45-55 мас. % консистентного связующего.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что консистентное связующее содержит 6575 мас. % эпоксидной смолы и 25-35 мас. % жидкого стекла.
BY 6499 C1
(56)
SU 514671, 1976.
SU 721305, 1980.
Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, а более конкретно к способам нанесения металлических покрытий ферромагнитными
порошками в магнитном поле импульсами разрядного тока методом электромагнитной
наплавки, и может быть использовано для упрочнения и восстановления поверхностей деталей машин.
Известен способ электроискрового легирования ферромагнитными порошками в магнитном поле, при котором осуществляют регулируемую подачу ферропорошка из бункера
в зазор между деталью и наконечником электромагнита (межэлектродный зазор). Для нанесения покрытий определяют номинальное значение рабочего тока в межэлектродном
пространстве и соответствующий ему расход ферромагнитного порошка, обеспечивающий стабильное протекание процесса [1].
Предложенный способ позволяет повысить производительность процесса и качество
обработанной поверхности за счет равномерной подачи порошка. Однако при данном способе нанесения покрытий коэффициент использования порошка достаточно низок (0,20,3), так как при протекании электрических разрядов частицы порошка выбрасываются из
рабочей зоны. Кроме того, осуществление способа требует наличия дополнительных устройств, что усложняет конструкцию устройств для его осуществления.
Известен также способ нанесения металлических покрытий ферромагнитными порошками в переменном по величине магнитном поле, создаваемом магнитной системой, при котором ферромагнитные порошки расплавляют импульсами электрического тока и осуществляют импульсное механическое воздействие полюсного наконечника электромагнитной
системы на формируемый участок покрытия в момент завершения электрических разрядов.
В процессе обработки за время прохождения одного импульса уменьшают значение магнитной индукции в зазоре от максимального до минимального, определяемого величиной
остаточной намагниченности полюсного наконечника и обрабатываемой детали [2].
Недостатком известного способа также является низкий коэффициент использования
порошка и невысокая производительность процесса, а также низкий коэффициент сплошности покрытия.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ нанесения
покрытия ферромагнитными порошками в магнитном поле, создаваемом магнитной системой, при котором ферромагнитные порошки расплавляют импульсами электрического
тока и осуществляют воздействие полюсного наконечника электромагнитной системы на
формируемый участок покрытия. При этом деталь располагается на некотором расстоянии
от полюсного наконечника сердечника электромагнитной катушки. К сердечнику электромагнита подводится разрядный ток, а в зазор между деталью и полюсным нанаконечником электромагнита из бункера подают ферромагнитный порошок в потоке
жидкости [3]. Ферромагнитный порошок удерживается в рабочем зазоре магнитным полем, образуя цепочки из отдельных зерен, замыкающих электрическую цепь между деталью и полюсным наконечником электромагнита. Зерна порошка под действием энергии
проходящего по ним тока нагреваются, капли расплава переносятся на обрабатываемую
поверхность детали.
Экспериментально установлено, что непрерывная подача порошка в потоке рабочей
жидкости обеспечивает не только стабильность протекания процесса нанесения покрытия,
но и повышение производительности процесса, улучшение качества покрытия за счет получения однородной рабочей среды и равномерного распределения порошка в зазоре.
2
BY 6499 C1
Однако полученное таким образом покрытие из-за высоких скоростей охлаждения частичек металла в потоке жидкости и возникновения значительных остаточных термических напряжений имеет на своей поверхности трещины и раковины. При этом коэффициент использования ферромагнитного порошка также достаточно низок и составляет всего 20-30 %.
Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности нанесения металлических покрытий путем обеспечения равномерности подачи порошка наплавляемого материала, увеличение коэффициента использования ферромагнитного порошка и улучшение
качества поверхностного слоя за счет снижения напряжений в процессе наплавки.
Поставленная задача достигается тем, что в способе нанесения металлических покрытий ферромагнитными порошками в магнитном поле импульсами разрядного тока, включающем подачу ферромагнитного порошка в зазор между деталью и полюсным наконечником электромагнита, воздействие магнитным полем и импульсами разрядного тока, подачу ферромагнитного порошка осуществляют путем нанесения непосредственно на
деталь пасты, содержащей 45-55 мас. % ферромагнитного порошка и 45-55 мас. % консистентного связующего. Консистентное связующее берут в соотношении 65-75 мас. %
эпоксидной смолы и 25-35 мас. % жидкого стекла.
Нанесение ферромагнитного порошка и легирующих компонентов в составе пасты с
содержанием 45-55 мас. % ферромагнитного порошка и легирующих элементов и 4555 мас. % консистентного связующего непосредственно на деталь, размещенную вблизи
полюсного наконечника сердечника электромагнита, с воздействием магнитного поля позволяет повысить коэффициент использования ферромагнитного порошка, поскольку паста имеет большую вязкость по сравнению с порошками, что позволяет уменьшить выброс
ферромагнитных частиц из зоны наплавки, увеличивая тем самым коэффициент его использования. При этом паста предлагаемого состава обладает не только достаточной вязкостью для избежания выброса порошка из рабочей зоны в результате электрических разрядов, но и не затрудняет свободной ориентации зерен порошка в рабочей зоне, способствует стабильному горению дуги и при необходимости может включать в себя легирующие
элементы. Структурный состав пасты обеспечивает равномерное распределение наплавляемого материала по объему рабочей зоны и площади восстанавливаемой поверхности.
Охлаждающая способность предлагаемой пасты по сравнению с применяющимися
охлаждающими средами ниже, поэтому скорость охлаждения покрытия меньше, что позволяет снизить остаточные напряжения и вероятность образования трещин, а следовательно, улучшить качество поверхностного слоя.
Использование в качестве консистентного связующего эпоксидной смолы и жидкого
стекла в соотношении 65-75 мас. % и 25-35 мас. % соответственно позволяет получить
пасту однородного состава с заданными свойствами.
На фигуре изображена схема для реализации предлагаемого способа.
Способ осуществляется следующим образом. На наплавляемую поверхность детали, размещенную вблизи полюсного наконечника сердечника электромагнита, наносили пасту, в состав которой входил ферромагнитный порошок и легирующие компоненты, составляющие 45-55 мас. % с размером частиц 200-400 мкм, и консистентное связующее 45-55 мас. %
таким образом, чтобы заполнить зазор между полюсным наконечником электромагнита и наплавляемой поверхностью. Консистентное связующее готовили путем простого смешивания
жидкого стекла и эпоксидной смолы с добавлением затем ферромагнитного порошка.
Под действием магнитного поля, создаваемого электромагнитной катушкой, частицы пасты ориентируются и выстраиваются вдоль силовых линий магнитного поля в цепочки, являющиеся электродами в цепи сердечник-частицы порошка-наплавляемая поверхность. Плавление
цепочек-электродов происходит при прохождении по этой цепи электрического тока.
Способ подтверждается следующими примерами. Проводили упрочнение образцов из
стали 45 ГОСТ 1050-88. Готовили в определенном соотношении пасту: мелкодисперсный
(200-400 мкм) ферромагнитный порошок Fe-2 %V смешивали с консистентным связую3
BY 6499 C1
щим на основе эпоксидной смолы (ТУ 2395-01-4958267499) и жидкого стекла в соотношении: 65-75 мас. % эпоксидной смолы и 25-35 мас. % жидкого стекла.
Для подтверждения осуществления способа была использована паста следующих составов:
1. Порошок ферроабразивный с 2 % содержанием ванадия (Fe-2 %V) - 45 мас. %, связующее - 55 мас. % (эпоксидная смола - 40 мас. %, жидкое стекло - 15 мас. %);
2. Порошок Fe-2 %V - 50 мас. %, связующее - 50 мас. % (эпоксидная смола - 30 мас. %,
жидкое стекло - 20 мас. %);
3. Порошок Fe-2 %V - 55 мас. %, связующее - 45 мас. % (эпоксидная смола - 35 мас. %,
жидкое стекло - 10 мас. %).
На обезжиренную поверхность образцов кистью наносили пасту с толщиной слоя,
равной величине зазора между деталью и электродом и составляющей 1,5-2 мм. Наплавку
проводили за один проход при силе тока 80-90 А на лабораторной установке для электромагнитной наплавки ЭУ-15А. Величина магнитной индукции составляла 1,0 Тл, рабочий
зазор 1,5-2 мм, скорость перемещения сердечника электромагнита 0,2 м/мин. Образовано
покрытие толщиной 0,2-0,4 мм.
Для получения сравнительных данных исследовали также образец, в котором нанесение покрытия осуществляли по известной технологии. Анализ структуры полученных покрытий проводился на микроскопе МИМ-7, а микротвердость определялась на приборе
ПМТ-3. Результаты испытаний приведены в таблице.
Таблица
МикроКоэфф. ис- Сплошность
Вид обработки
N п/п
Состав пасты
твердость пользования
покрытия
Предлагаемый спо1 порошок 45 мас. %
10 ГПа
0,5
85
соб
связующее 55 мас. %
Предлагаемый спо2 порошок 50 мас. %
10 ГПа
0,5
92
соб
связующее 50 мас. %
Предлагаемый спо3 порошок 55 мас. %
9 ГПа
0,55
87
соб
связующее 45 мас. %
Нанесение порошка
сухой порошок Feиз бункера в потоке
4
9 ГПа
0,2-0,3
74
2 %V 100 мас. %
жидкости
Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что нанесение
ферромагнитного порошка в составе пасты с содержанием ферромагнитного порошка и легирующих элементов 45-55 мас. % и консистентного связующего 45-55 мас. % обеспечивает
достаточную вязкость для удержания порошка в межэлектродном пространстве и позволяет
повысить коэффициент его использования до 0,5-0,6 и тем самым повысить эффективность
нанесения покрытий. Сплошность покрытия по сравнению с аналогом увеличилась на 11 %.
Анализ структуры полученного покрытия с использованием пасты показал наличие мелкодисперсного слоя без трещин и раковин при достаточной величине микротвердости.
Источники информации:
1. А.с. СССР 823055, от 22.03.1979 // Бюл. № 15, 1981.
2. А.с. СССР 721305, от 03.03.1977 // Бюл. № 10, 1980.
3. А.с. СССР 514671, от 02.03.1972 // Бюл. № 19, 1975 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
197 Кб
Теги
by6499, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа