PL179225B1 - Sposób zwiększania trwałości narzędzi ze stopów aluminiowych do zgrzewania ultradźwiękowego - Google Patents

Abstract

Sposób zwiększania trwałości narzędzi ze stopów aluminiowych do zgrzewania ultradźwiękowego poprzez obróbkę ich powierzchni roboczych, znamienny tym, że narzędzie pokrywa się warstwą lakieru chemoodpornego pozostawiając odsłoniętąpowierzchnię roboczą, którątrawi się w gorącym roztworze ługu sodowego lub potasowego, a następnie zanurza się narzędzie w roztworze kwasu, korzystnie kwasu siarkowego, podłącza w obwód prądu stałego, umieszczając katodę źródła prąduw kwasie i przepuszczaprąd o natężeniu 2 * 6A na każdy decymetr kwadratowy odsłoniętej powierzchni narzędzia i napięciu rosnącym od 20 V do nie więcej niż 80 V, przy czym czas przepuszczania prądu wynosi 30-90 minut, a temperatura kwasu, podczas trwania całego procesu -10 * 0°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania trwałości narzędzi ze stopów aluminiowych do zgrzewania ultradźwiękowego tworzyw sztucznych. Wynalazek ma zastosowanie w zgrzewarkach ultradźwiękowych służących do łączenia przez zgrzewanie różnego rodzaju elementów detali z tworzyw termoplastycznych.

Narzędzia do zgrzewania ultradźwiękowego, podobnie jak falowody i transformatory drgań wykonuje się z materiałów sprężystych i stosunkowo lekkich, ponieważ straty energii mechanicznej sąw nich tym niniejsze, im mniejszajest masa falowodu i im lepsze sąjego własności sprężysto-elastyczne. Ponadto materiał, z którego wykonuje się takie narzędzia, powinien charakteryzować się wysoką wytrzymałością zmęczeniową i niskim współczynnikiem tłumienia ultradźwięków'. Z wymienionych powodów największe zastosowanie do omawianego celu znajdują w praktyce stopy tytanu, jak również, ze względu na koszty - stopy aluminiowe.

Końcówka robocza narzędzia zgrzewającego podczas pracy poddana jest cyklicznym obciążeniom mechanicznym o przemiennym znaku i takim samym zmianom termicznym, a ponadto intensywnemu tarciu. Drga ona z częstotliwością20.000 - 40.000 Hz osiągając amplitudę od kilkunastu do ok. 60 mikrometrów. Powoduje to szybkie zużycie powierzchni roboczej narzędzia ze stopu aluminiowego, bowiem aluminium i jego stopy nie należą do metali o dużej twardości i odporności na ścieranie. Dlatego też, chociaż pod innymi względami są to metale odpowiednie do wykonywania narzędzi zgrzewających, to pod względem trwałości narzędzia wykonywane z nich są niskiej jakości. Mimo to, ze względu na cenę stopów aluminiowych, są one powszechnie stosowane. Niektóre firmy produkujące zgrzewarki ultradźwiękowe i narzędzia zgrzewające polepsząjąjakość powierzchni roboczych narzędzi przez odpowiednią ich obróbkę, bądź też przez nanoszenie warstw materiału o większej twardości. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób obróbki powierzchni roboczych narzędzi zgrzewających, prowadzący do znacznego powiększenia ich twardości i odporności mechanicznej, przez wytworzenie na nich stosunkowo grubej warstwy korundu o znacznej przyczepności do podłoża, wytrzymałej na drgania ultradźwiękowe. Zastosowanie parametrów procesu technologicznego według niniejszego wynalazku doprowadziło do nieoczekiwanie dobrych rezultatów. Twardość powierzchni roboczych narzędzi powiększyła się z ok. 3 do 7-9 jednostek w 10 stopniowej skali Mohsa, zaś trwałość, mierzona ilością możliwych do wykonania zgrzewów, wzrosła 4-5 krotnie.

Sposób według wynalazku polega na tym, że powierzchnie narzędzia zgrzewającego pokrywa się szczełnąpowłóką lakieru chemoodpornego pozostawiając odsłoniętąjedynie jej cześć, to znaczy powierzchnię roboczą narzędzia, którątrawi się w gorącym roztworze ługu sodowego lub potasowego i tak przygotowane narzędzia zanurza się w pojemniku z roztworem kwasu,

179 225 korzystnie kwasu siarkowego. Roztwór kwasu w naczyniu chłodzi się następnie do temperatur ujemnych i podczas całego procesu technologicznego utrzymuje się temperaturę w zakresie 0 + -10°C. Następnie przez narzędzie i roztwór kwasu przepuszcza się prąd stały. W tym celu w kwasie zanurza się katodę a do samego narzędzia podłącza się anodę od źródła prądu stałego. Jest to prąd o natężeniu nie niższym niż 2A i nie wyższym niż 6A na każdy decymetr kwadratowy odsłoniętej powierzchni narzędzia i napięciu rosnącym od 20 V do nie więcej nić 80 V. Czas przepuszczania prądu zawiera się w granicach 30-90 minut. Przy mniejszym czasie przepuszczania prądu otrzymuje się powierzchnię narzędzia o niedostatecznej twardości, natomiast przy dłuższym czasie zbyt kruchą. Również prowadzenie procesu przy temperaturze wyższej niż 0°C prowadzi do otrzymania niedostatecznie twardej powierzchni.

Obróbka narzędzi sposobem według wynalazku, jak się okazało, nie ma ujemnego wpływu na przewodzenie drgań ultradźwiękowych przez narzędzie, natomiast trwałość narzędzia znacznie wzrasta.

179 225

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób zwiększania trwałości narzędzi ze stopów aluminiowych do zgrzewania ultradźwiękowego poprzez obróbkę ich powierzchni roboczych, znamienny tym, że narzędzie pokrywa się warstwą lakieru chemoodpornego pozostawiając odsłoniętą powierzchnię roboczą, którątrawi się w gorącym roztworze ługu sodowego lub potasowego, a następnie zanurza się narzędzie w roztworze kwasu, korzystnie kwasu siarkowego, podłącza w obwód prądu stałego, umieszczając katodę źródła prądu w kwasie i przepuszcza prąd o natężeniu 24- 6A na każdy decymetr kwadratowy odsłoniętej powierzchni narzędzia i napięciu rosnącym od 20 V do nie więcej niż 80 V, przy czym czas przepuszczania prądu wynosi 30-90 minut, a temperatura kwasu, podczas trwania całego procesu -10,0°C.