CS197995B1 - Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou - Google Patents
Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou Download PDFInfo
- Publication number
- CS197995B1 CS197995B1 CS785277A CS527778A CS197995B1 CS 197995 B1 CS197995 B1 CS 197995B1 CS 785277 A CS785277 A CS 785277A CS 527778 A CS527778 A CS 527778A CS 197995 B1 CS197995 B1 CS 197995B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- tool
- ultrasonic
- metal
- tools
- materials
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 claims 1
- COLZOALRRSURNK-UHFFFAOYSA-N cobalt;methane;tungsten Chemical compound C.[Co].[W] COLZOALRRSURNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101100421144 Danio rerio selenoo1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100202896 Mus musculus Selenoo gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- -1 e.g. Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
Vynález aft týká povrchové úpravy ultrazvukových nástrojů, určený například ke svařování nebo tváření různých materiálů, pojení textilií, zejména netkaných textilií, zavádění ultrazvuku do tavenin kovů a do agresivních prostředí.
Při zpracování materiálů ultrazvukem ae ultrazvukové kmity přivádějí z elektromechanického měniče ke zpracovávanému materiálu pomocí přenosových členů, transformátorů amplitudy a různých zvukovodů. Poslední člen elektroakustické soustavy, který přichází do přímého styku se zpracovávaným materiálem, ae nazývá ultrazvukový nástroj. Může být řeěen jako jednoduchý vlnovod nebo jako transformátor amplitudy kmitů a proměnným průřezem. Tento ultrazvukový nástroj se svým pracovním koncem, tzv. čelem nástroje, dotýká zpracovávaného materiálu a odevzdává mu ultrazvukovou kmitovou energii.
Zpracováním materiálů ultrazvukem je zda nutno rozumět :
1. Všechny postupy využívající tepelných účinků ultrazvuku na materiály, jako je například svařování a nýtování termoplastických materiálů nebo materiálů s podílem termoplastických hmot, zejména netkaných textilií, jakož i vsazování kovových součástek do termopláatiekých materiálů.
2. VSechny tepelné e ohemicko-tepelné procesy probíhající za použití ultrazvuku, jako je například působení ultrazvuku na taveniny.
3. Tváření a obrábění materiálů s využitím ultrazvuku, například tažení drátů a obrábění tvrdých materiálů.
197 995
197 995
4. Ultrazvukové svařování kovů, pájení a pokovování.
Ultrazvuková nástroje se vyrábějí hlavně z duralu, titanu a jeho slitin, popřípadě i z ocele. Ocelové nástroje věek vykazují horěí vlastnosti z hlediska akustiky.
Selo nástroje, přicházející do styku se zpracovávaným materiálem, se během pracovního procesu rychle opotřebovává, už otěrem nebo jiným narušováním povrchu materiálu přístroje v důsledku fyzikálně- chemických pochodů probíhajících ne styku materiálu nástroje a zpraoovávenáho materiálu.
Opotřebování Sela nástroje lze snížit nebo zpomalit různými známými způsoby. Zejména se používají tepelné a chemické úpravy ke zvýšení odolnosti Sela nástroje, například cementace. Zvýšení odolnosti nástroje pomocí cementace je vSak malé ve srovnání s náklady vynaloženými na tuto úpravu.
Je také známo opatřit čelo nástroje výměnnou koncovkou, která je vyrobena z tvrdého materiálu e našroubována na konec nástroje. Konečně je známo zvySovat životnost ultrazvukových nástrojů pájením, přivařováním nebo lepením destiček z tvrdých materiálů na čelo nástroje. Oba tyto známé způsoby jsou nevýhodné, protože se jimi změní akustické parametry kmitové soustavy, což je třeba uvážit při konstrukci a výrobě ultrazvukových nástrojů, e to v každém případě zvlášť.
Při postupech zpracování materiálů ultrazvukem, kde ee využívají tepelná účinky ultrazvuku, s e odvádí teplo ze zpracovávaného materiálu do ultrazvukového nástroje, čímž ee snižuje energetická účinnost postupu a v některých případech je odvod tepla tek intensivní,že přímo znemožňuje použít teohnologie ultrazvukového zpracování. Teplo odvedená do ultrazvukového nástroje zvyěuje teplotu tohoto nástroje a mění podmínky zpracování. Tomu ee často, např. při svařování tenkých termoplastických materiálů,zabraňuje zvlážtní konatrukoť ultrazvukového nástroje, kterou se má zajišťovat ochlazování nástroje a tím i stejnoměrná svařování materiálu.
Při využití ultrazvuku v chemicko- tepelných prooeseoh dooházík přenosu tepla nejen do ultrazvukového nástroje, ale až do elektromechanického měniče, čímž ee mění akustická parametry soustavy a zároveň ae často naruěuje povroh materiálů ultrazvukového nástroje, jak je tomu např.. při působení ultrazvuku na taveniny kovů nebo při zavádění ultrazvuku do agresiv níoh prostředí.
Z praxe je známo snížit tepelná ztráty, vzniká jící^odvodem tepla do ultrazvukového nástroje, vkládáním tepelně izolačních mezivrstev, např. teflonová folie, papíru, textilie ze skleněných vláken apod., mezi ultrazvukový nástroj a zpracovávaný materiál. Tento způsob lze použít jen při zpraoování plošných materiálů, např. při svařování folií, ale e několika nevýhodami, které jeho použití dále omezují. Mezivrstvě se totiž snadno opotřebuje, přilíná k některým materiálům, znesnadňuje vizuální kontrolu zpracování a ztěžuje manipulaci se zpracovávaným materiálem.
Při působení ultrazvuku na taveniny je situaoe ještě složitější. Zde se používají titanové ultrazvukové nástroje, jejichž délka se rovná několikanásobku vlnová dálky, popřípadě ee používá různýoh způsobů chlazení nástrojů plyny nebo kapalinami. Ne ochranu ultrazvuko187 993 vách nástrojů před narušováním jejich povrchu agresivním prostředím se používá nástrojů ze speciálních slitin.
Žádný z uvedených známých způsobů však nedokáže zabránit průběhu fyzikálně chemických pochodů, např. na rozhraní povrchu ultrazvukového nástroje a taveniny, a z toho vyplývajícího narušení povrchu materiálu nástroje za současné kontaminace taveniny. t
Právě popsané nevýhody, které, se vyskytují při zpracování materiálů ultrazvukem, totiž rychlé opotřebování čela ultrazvukového nástroje fyzikálně chemickými pochody, vliv agresivního prostředí a odvod tepla do nástroje, si klade za úkol ostranit ultrazvukový nástroj určený např. ke svařování nebo tváření různých materiálů, pojení textilií, zejména netkaných textilií, zavádění ultrazvuku do tavenin kovů a do agresivních prostředí, a podstata tohoto nástroje spočívá podle vynálezu v tom, že alespoň na pracovní části těchto nástrojů je nanesena termickým nástřikem plazmatem nejméně jedna vrstva zušlechťovacího materiálu kovového, keramického, kovokeramického nebo syntetického. Obzvláště výhodným zušlechťovacím materiálem je např. kysličník hlinitý, kysličník titaničitý, směs obou těchto kysličníků, wolfram, karbid wolframu, směs karbidu wolframu s kobaltem, metazirkoničitan vápenatý.
Z toho vyplývá, že způsobem podle vynálezu, využívajícího termického nástřiku plazmatem, lze nanášet na základní materiál celou řadu zušlechťovacích materiálů, přičemž vlastnosti nánosu, sestávajícího nejméně z jedné vrstvy, lze měnit podle poměrů při nanášení a jakosti výchozího nanášeného materiálu. Tak lze téměř na libovolném podkladu dosáhnout pro tento účel dostatečně lpících povrchových vrstev o požadované tloušťce a potřebných vlastnostech. Vynález využívá všech předností levné technologie termického nástřiku plazmatem. Tato technologie je výhodná, protože tenká vrstva naneseného zušlechťovacího materiálu neovlivňuje kmitavé vlastnosti ultrazvukového nástroje, takže nejsou nutné žádné změny v konstrukci nebo výrobě nástrojů, jak je tomu u známých ultrazvukových nástrojů. Způsobem podle vynálezu stačí upravit pouze pracovní Části nástrojů.
Kysličníky kovů, např. kysličník hlinitý a kysličník titaničitý, které lze nanášet termickým nástřikem plazmatem, jeou vysoce otěruvzdorné, přičemž vykazují malý součinitel tepel né vodivosti.
Výhody vynálezu lépe vyniknou z popisu příkladů jeho provádění.
Na pracovní konce ultrazvukových nástrojů, používaných k ultrazvukému svařování textilií, zde netkaných textilií, byla nanesena termickým nástřikem plazmatem vrstva AlgO^ + 3 % TiOg o tloušťce 0,3 mm.
Zde třeba uvést, že před nástřikem byly konce ultrazvukových nástrojů odmaštěny a otrýs kány ocelovou drtí jemnosti č. 36. Jako vazebního kovu bylo použito 80 % Cr, 20 % Ni o tloušťce vrstvy 0,05 mm. Střední zrnitost použitého prášku AlgOg + 3 % TiŮg byla 20 ^um. Nosným plynem hyl argon. Tímto způsobem byly upraveny :
Nástroj č. 1, kterým byl titanový nástroj.exponenciálního tvaru o kruhovém průřezu s průměrem pracovního konoe 11 mm.
Nástroj č. 2, kterým byl duralový exponenciální nástroj o kruhovém průřezu a průměrem pracovního konce 10 mm.
187 99S
Nástroj δ. 3, kterým byl exponenciální nástroj s ocelovou kalenou koncovkou speoiál2 ního použití o ploše pracovního konce 150 mm .
Tabulka I uvádí, jak se způsobem podle vynálezu ovlivnila u jednotlivých výše uvedených nástrojů rezonanční frekvence, výrobní cena a životnost nástroje.
Tabulka I
| Nástroj číslo : | Změna rezonanční frekvence po netavení vrstvy | Zvýšení výrobní oeny nástroje nanesením vrstvy | Prodloužení životnosti nástroje nanesením vrstvy |
| 1 | .... i «................... | ...... 6 %............... | .......... 20 x |
| 2 .... | .... 1 «................... | ......10 % ............... | ..........100 x |
| 3 .... | .... 1 % ................... | ...... 3 % ............... |
Ultrazvuková nástroje upravená způsobem podle vynálezu umožňují zlepšit svařitelnoat při úspoře času a energie v porovnání se známými ultrazvukovými nástroji.
Tabulka II uvádí výhody při svařování tkanin výše zmíněným duřelovým nástrojem č. 2 v porovnání o týmž náotrojem, který však nebyl upraven způsobem podle vynálezu.
Tabulka II
Tkanina Svařitelnoat nástrojem č. 2 Úsporo času Úspora energie neupraveným upraveným * 1
| 100 % POP 128 g/m2 | dobrá | velmi dobrá | 30 | » | 50 » |
| POLYNETTA 100 % PAD | dobrá | velmi dobrá | 25 | « | 50 » |
| 100 g/m2 | |||||
| ADRIOLA 100» PNS | Špatná | dobrá | 50 | % | 70 » |
| 90 g/m2 | |||||
| XALYPSO 67 » aoetát | neevařitelná | dobrá | a. |
% PAD 90 m/m2
Claims (2)
1. Ultrazvukový náátroj e povrchovou úpravou, určený např. ke svařování nebo tváření různých materiálů, pojení textilií, zejména netkaných textilií, zavádění ultrazvuku do tavenin kovů a do agrozivníoh prostředí, vyznačený tím, že alespoň na jeho pracovní čáoti
197 995 je nejméně jedna vrstva zušlechťovacího materiálu kovového, keramického, kovokeramického nebo syntetického, naneseného termickým nástřikem plazmatem.
2. Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou podle budu 1, vyznačující se tím, že zušlechťovacím materiálem je kysličník hlinitý, kysličník titaničitý, směs obou těchto kyaliění ků, wolfram, karbid wolframu, aměa karbidu wolframu s kobaltem, metazirkoničitan vápenatý apod.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS785277A CS197995B1 (cs) | 1978-08-14 | 1978-08-14 | Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS785277A CS197995B1 (cs) | 1978-08-14 | 1978-08-14 | Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS197995B1 true CS197995B1 (cs) | 1980-05-30 |
Family
ID=5397365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS785277A CS197995B1 (cs) | 1978-08-14 | 1978-08-14 | Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS197995B1 (cs) |
-
1978
- 1978-08-14 CS CS785277A patent/CS197995B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100233154B1 (ko) | 화학적 증착 및 물리적 증착 피복 절삭공구 | |
| CA2060823C (en) | Diamond-or diamond-like carbon-coated hard materials | |
| KR100540461B1 (ko) | 내마모성 표면을 갖는 소결된 기계적 부품 및 그 제조방법 | |
| KR100725296B1 (ko) | 피막, 가공기용 노즐 및 용접용 컨택트 팁을 포함하는 기계 부품, 피막 형성 방법, 가공기용 노즐 및 용접용 컨택트 팁을 포함하는 기계 부품의 제조 방법 | |
| Hamatani et al. | Mechanical and thermal properties of HVOF sprayed Ni based alloys with carbide | |
| EP0779940B1 (en) | Method for the deposition of a diamond film on an electroless-plated nickel layer | |
| EP3424893A1 (en) | Metal-ceramic base material, metal-ceramic joint structure, method for producing metal-ceramic joint structure, and mixed powder material | |
| US20070040291A1 (en) | Optical element forming mold and manufacturing method thereof | |
| JP2004137541A (ja) | Ｄｌｃ傾斜構造硬質被膜及びその製造方法 | |
| CS197995B1 (cs) | Ultrazvukový nástroj s povrchovou úpravou | |
| CN114052505B (zh) | 不粘炊具及其制造方法 | |
| JP2006328496A (ja) | 耐食性に優れる炭化物サーメット溶射皮膜被覆部材およびその製造方法 | |
| Malshe et al. | Nanostructured coatings for machining and wear-resistant applications | |
| JPH10310859A (ja) | 硬質無機材料の表面処理方法 | |
| JP7722810B2 (ja) | Ｄｌｃ層の成膜方法および金型の製造方法 | |
| JPS58501944A (ja) | 溶射された繊維を含むプラズマコ−ティング | |
| JPS6284976A (ja) | 研削砥石用回転式形直しもしくは目直し工具の製造方法 | |
| CN1954097A (zh) | 铸造机部件用金属材料、与熔融铝合金接触的构件及其制备方法 | |
| JP2003105426A (ja) | 冶金用水冷ランスおよびその製造方法 | |
| Pavan et al. | Review of ceramic coating on mild steel methods, applications and opportunities | |
| JP2736525B2 (ja) | 溶射方法 | |
| JP2001192801A (ja) | 超硬材料体を含むユニット及びその製法 | |
| CN107923125B (zh) | 用于制备和/或处理纤维幅的机器的部件以及制造部件的涂层的方法 | |
| JP2000273614A (ja) | 溶融ガラス製造設備用ロールおよびその製造方法 | |
| JPS61270373A (ja) | ダイヤモンド被覆超硬合金 |