RU1785818C - Method of depositing coatings using metal powders - Google Patents
Method of depositing coatings using metal powdersInfo
- Publication number
- RU1785818C RU1785818C SU874352370A SU4352370A RU1785818C RU 1785818 C RU1785818 C RU 1785818C SU 874352370 A SU874352370 A SU 874352370A SU 4352370 A SU4352370 A SU 4352370A RU 1785818 C RU1785818 C RU 1785818C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- powder
- mixture
- coating
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к способам нанесени покрытий на поверхности деталей. Цель изобретени - снижение энергозатрат при сохранении качества покрыти . В полость матрицы помещают деталь и размещают на ней порошковую смесь. Матрицу вращают с одновременным приложением осевой нагрузки, при этом осуществл ют индукционный нагрев. После расплавлени легкоплавкой составл ющей порошковой смеси скорость вращени матрицы устанавливают из выбранного соотношени , после чего посредством приложени тормоз щего момента деталь отдел ют от матрицы и провод т магнитно-импульсное напрессование. Способ позвол ет снизить расход электроэнергии и многократно использовать биметаллические матрицы.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to methods for coating surfaces of parts. The purpose of the invention is to reduce energy consumption while maintaining the quality of the coating. A part is placed in the cavity of the matrix and a powder mixture is placed on it. The matrix is rotated with simultaneous application of axial load, while induction heating is carried out. After the low-melting component of the powder mixture is melted, the rotation speed of the matrix is determined from the selected ratio, after which, by applying a braking torque, the part is separated from the matrix and magnetic pulse compression is carried out. The method allows to reduce power consumption and reuse bimetal matrices.
Description
Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к способам нанесени покрытий на поверхности деталей.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to methods for coating surfaces of parts.
Целью изобретени вл етс снижение энергозатрат при сохранении качества покрыти .The aim of the invention is to reduce energy consumption while maintaining the quality of the coating.
Цель достигаетс тем, что деталь со сформованным на ней слоем порошка отдел ют от диэлектрической матрицы осевым перемещением относительно последней. Эту операцию осуществл ют перед магнитно-импульсной напрессовкой, а саму деталь со слоем располагают в индукторе, внутренний диаметр рабочей полости которого соответствует наружному диаметру сло . Однако отделению матрицы после кристаллизации и затвердевани легкоплавкого компонента преп тствует соединение сло The goal is achieved in that the part with the powder layer formed on it is separated from the dielectric matrix by axial movement relative to the latter. This operation is carried out before the magnetic pulse pressing, and the part with the layer is placed in the inductor, the inner diameter of the working cavity of which corresponds to the outer diameter of the layer. However, the separation of the matrix after crystallization and solidification of the fusible component prevents the connection of the layer
с матрицей в результате адгезии, что потребует приложени значительных осевых усилий дл отрыва сло . Приложение же больших усилий часто приводит к разрушению матрицы. Учитыва это, отделение матрицы от сло производ т до начала адгезии. т.е. перед кристаллизацией расплава, причем устанавливают необходимую скорость вращени о детали.with the matrix as a result of adhesion, which will require significant axial forces to tear the layer apart. The application of great efforts often leads to the destruction of the matrix. With this in mind, the matrix is separated from the layer prior to adhesion. those. before the crystallization of the melt, and establish the necessary speed of rotation about the part.
Выражение дл определени скорости ft получают из следующего услови :The expression for determining the velocity ft is obtained from the following condition:
(1)(1)
00 00
елate
0000
0000
где Рр - капилл рное давление на расплав;where Pp is the capillary pressure on the melt;
Рц-давление центробежных сил на расплав легкоплавкого компонента.The rc pressure of centrifugal forces on the melt of the low-melting component.
Давление РР определ етс из следующего выражени :The pressure PP is determined from the following expression:
4 а cos в,„, 4 а cos в, „,
РР -HTZ- W .PP -HTZ- W.
где (Л- поверхностное нат жение расплава легкоплавкой составл ющей;where (L is the surface tension of the melt with a low-melting component;
в - угол смачивани расплавом тугоплавкой составл ющей смеси;c - melt wetting angle by the refractory constituent mixture;
dmax - максимальный диаметр капилл ра , образованного порами, сформованными на детали порошковым слоем.dmax is the maximum diameter of the capillary formed by the pores formed on the part by a powder layer.
Давление центробежных сил Рц определ етс из следующего выражени :The pressure of the centrifugal forces Pc is determined from the following expression:
mu of- RM mu иmu of- RM mu and
РцRC
П1Ц P1Ts
(3)(3)
Sк I где гпц - масса порошка легкоплавкой составл ющей;SK I where GPC is the mass of the powder with a low-melting component;
RM - внутренний радиус матрицы;RM is the inner radius of the matrix;
S - площадь наружной поверхности порошкового сло ;S is the surface area of the powder layer;
I - длина детали.I is the length of the part.
Подставив вместо Рц и Рр значени из выражений (2) и (3) в (1), окончательно получим выражение дл определени требуемой скорости вращени :Substituting the values from expressions (2) and (3) in (1) instead of Pc and Pp, we finally obtain the expression for determining the required rotation speed:
а)у 2 УУГ а cos в Г.a) at 2 UG and cos in G.
dmax ГПц dmax GPZ
Установка необходимой скорости вращени обусловлена необходимостью устранени вытекани и разбрызгивани под действием центробежных сил расплавленного металла из пор сформованного на детали сло после отделени его от матрицы, Сохранение требуемого количества легкоплавкого компонента обеспечивает заданную толщину композиционного электропровод щего сло , уменьшение которой снижает эффективность магнитно-импульсного воздействи и ухудшает качество покрыти .Setting the required rotation speed is due to the need to eliminate leakage and spatter under the action of centrifugal forces of the molten metal from the pores of the layer formed on the part after separating it from the matrix. Maintaining the required amount of low-melting component provides a predetermined thickness of the composite electrically conductive layer, the reduction of which reduces the efficiency of magnetic pulse exposure and degrades coating quality.
Дл облегчени преодолени сил трени шероховатой поверхности спеченного порошка о поверхность матрицы в период отделени от нее сло , а также дл снижени величины прикладываемого при этом осевого давлени , высокий уровень которого вызывает разрушение матрицы, ей дополнительно сообщают тормозной момент.In order to facilitate overcoming the frictional forces of the rough surface of the sintered powder on the matrix surface during the period of separation of the layer from it, as well as to reduce the applied axial pressure, the high level of which causes destruction of the matrix, it is additionally informed of the braking moment.
Способ осуществл ют следующим образом . В полость диэлектрической матрицы устанавливают деталь, а с торцов между подвижными крышками-пуансонами помещают порошковую шихту, состо щую из порошка металла покрыти , порошка цветного металла и раскислител , например буры . Матрицу зажимают в центрах и сообщают вращение с одновременным приложением к ним осевой нагрузки.The method is carried out as follows. A part is installed in the dielectric die cavity, and a powder mixture consisting of a powder of a coating metal, a powder of non-ferrous metal and a deoxidizing agent such as borax is placed at the ends between the movable punches. The matrix is clamped in the centers and rotate with simultaneous application of axial load to them.
Включают генератор ТВЧ и осуществл ют индукционный нагрев шихты. В процессе разогрева и уплотнени порошкаThe high-frequency generator is turned on and the charge is induction heated. In the process of heating and compaction of the powder
центробежными силами одновременно осуществл ют его непрерывное осевое доуп- лотнение. Дополнительное уплотнение производитс движущимис навстречу другcentrifugal forces simultaneously carry out its continuous axial replenishment. Additional sealing is made towards each other.
5 другу крышками-пуансонами под действием силовой нагрузки, прикладываемой к центрам . Скорость вращени матрицы с порошковой деталью задают исход из услови обеспечени эффективности нагрева поЮ рошковой шихты токами высокой частоты.5 to each other with punches under the action of a force load applied to the centers. The rotation speed of the matrix with the powder part is set based on the condition that the heating of the powder charge is ensured by high-frequency currents.
После расплавлени порошка цветного металла скорость вращени city устанавливают из соотношени (4). По достижении необходимой скорости вращени к деталиAfter the non-ferrous metal powder is melted, the rotation speed of city is set from relation (4). Upon reaching the required speed of rotation to the part
15 со слоем спеченного порошка и расплавом легкоплавкого компонента в порах прикладывают осевое усилие, которое позвол ет отделить сформованный на детали слой от матрицы и переместить деталь с формован2015, with a layer of sintered powder and a melt of the low-melting component in the pores, an axial force is applied, which allows separating the layer formed on the part from the matrix and moving the part from the molded
ным на ней слоем покрыти в индуктор дл coating layer on it into the inductor for
4545
50fifty
магнитно-импульсного напрессовывани , В индукторе, диаметр рабочей полости которого соответствует наружному диаметру сло покрыти , производ т уплотнение 25 сформованного сло импульсным магнитным полем.magnetic pulse pressing, In the inductor, the diameter of the working cavity of which corresponds to the outer diameter of the coating layer, 25 is formed compaction of the formed layer by a pulsed magnetic field.
Пример реализации способа. Нанос т покрытие системы железо- графит-медь на наружную поверхность 30 стальной заготовки ступицы черв чного колеса .An example implementation of the method. The iron-graphite-copper system is coated on the outer surface 30 of the steel blank of the worm wheel hub.
Параметры черв чного колеса: материал ступицы - сталь 45; наружный радиус .ст. 28 мм; внутренний радиус ЯВн.ст.19 35 мм, ширина ступицы мм; материал покрыти (венца) - порошок железо-графит марки ЖГрЗ (80-82%) и медь марки ПМ1 (18-20%), наружный радиус ННар.вен.35 мм. Параметры передачи: модуль осевой 3 40 мм; число зубьев колеса 21; ширина зубчатого венца 54 мм; число заходов черв ка 4; угол профил 20; материал черв ка - сталь 20Х (ГОСТ 4543-61).Parameters of the worm wheel: hub material - steel 45; outer radius. 28 mm; inner radius YaVn.st.19 35 mm, hub width mm; coating material (crown) - iron-graphite powder of ZhGrZ brand (80-82%) and PM1 copper (18-20%), outer radius ННар.вен. 35 mm. Transmission parameters: axial module 3 40 mm; the number of teeth of the wheel 21; ring gear width 54 mm; the number of calls of the worm is 4; profile angle 20; worm material - steel 20X (GOST 4543-61).
Заготовку ступицы черв чного колесаWorm wheel hub blank
закрепл ют на оправке и устанавливают в полости матрицы радиусом мм и шириной 90 мм. С торцов матрицы располагают крышки-пуансоны. В зазор между ступицей и матрицей помещают порошковую шихту из указанных металлических порошков .и небольшого количества легкоизмельченного порошка буры.fixed on a mandrel and installed in the cavity of the matrix with a radius of mm and a width of 90 mm. From the ends of the matrix have cover-punches. In the gap between the hub and the matrix, a powder mixture of these metal powders and a small amount of borax powder, which is finely ground, are placed.
Конечна пористость после осевого уплотнени устанавливают равной 0,4 (,4). Необходима весова доза засыпки порошка железа ЖГрЗ ,816 кг, при этом весова доза порошка меди ПМ1 ,233 кг при толщине композиционного сло мм. Дл расчета величины S (скин-сло ) принимают ,17.1080м , ,мЛ f 20 кГц. Исход из данных расчета мм ,8 мм, следовательно, весова доза Рц выбрана верно.The final porosity after axial compaction is set to 0.4 (, 4). The weight dose of the ZhGrZ iron powder backfill, 816 kg, is required, while the weight dose of PM1 copper powder is 233 kg with the thickness of the composite layer mm. To calculate the value of S (skin layer), 17.1080 m, ml f 20 kHz are received. Based on the calculation data, mm, 8 mm, therefore, the weight dose of RC selected correctly.
Сборку помещают в индуктор, подключенный к генераторуТВЧ-ЛПЗ-2-67М, и привод т во вращение с угловой скоростью об/мин, одновременно к порошковому слою прикладывают осевое давление, равное 10 МПа.The assembly is placed in an inductor connected to the TVCH-LPZ-2-67M generator and rotated at an angular speed of rpm, while an axial pressure of 10 MPa is applied to the powder layer.
В индукторе генераторе ТВЧ осуществл ют нагрев порошковой шихты до температуры 1200°С, а после распылени медного порошка скорость вращени детали устанавливают исход из соотношени (4V Дл расчета принимают Спов.нат 2,3 Дж/м ; cos полученный экспериментально dmax 10 3м;гпц Рц 0,233кг;8 2лНм1 14,5., тогдаIn the inductor of the HDTV generator, the powder mixture is heated to a temperature of 1200 ° C, and after spraying the copper powder, the rotational speed of the part is set based on the ratio (4V For calculation, we take Sp.nat 2.3 J / m; cos obtained experimentally dmax 10 3 m; gpc Rts 0.233kg; 8 2lNm1 14.5., Then
СОу у 4 Цпов.нат. COS в 5Г - dmax ГП RwSOU at 4 Tspov.nat. COS in 5G - dmax GP Rw
116,8 рад/с 1115,5 об/мин. 116.8 rad / s 1115.5 rpm.
Согласно предложенному неравенству, выбирают й 1000 об/мин.According to the proposed inequality, th 1000 rpm is chosen.
Как только скорость вращени детали со сформованным на ней слоем достигает значени 1000 об/мин, последнюю перемещают по оси вращени из матрицы и индуктора генератора ТВЧ в индуктор МИУ, диаметр полости которого был равен 85 мм. Нажатием кнопки Разр д МИУ Импульс- А производ т магнитно-импульсную обработку энергией 4 кДж, после чего вращение прекращают.As soon as the rotation speed of the part with the layer formed on it reaches 1000 rpm, the latter is moved along the axis of rotation from the matrix and the inductor of the HDTV generator to the MIU inductor, the cavity diameter of which was 85 mm. By pressing the button, the button MIU Impulse-A produces a magnetic pulse treatment with an energy of 4 kJ, after which the rotation is stopped.
Как и по известному способу, на ступице черв чного колеса было получено двухслойное покрытие, состо щее из композиционной компактной и пористой (пористость 16-20%) частей. Прочность сцеплени покрыти со стальной ступицей, так же как и в известном способе, составл ла 140-160 МПа.As in the known method, a two-layer coating was obtained on the hub of the worm wheel, consisting of composite compact and porous (porosity 16-20%) parts. The adhesion strength of the coating to the steel hub, as well as in the known method, was 140-160 MPa.
Таким образом, как видно из примера, дл магнитно-импульсной обработки сформованного на детали порошкового сло по предложенному способу при прочих равныхThus, as can be seen from the example, for magnetic pulse processing of a powder layer formed on a part according to the proposed method, ceteris paribus
услови х потребовалась энерги 4 кДж, котора существенно меньше энергии 9 кДж, используемой в известном способе дл получени аналогичного покрыти . Таким образом, изобретение обладает следующими технико-экономическими преимуществами:Under the conditions, an energy of 4 kJ was required, which is substantially less than the energy of 9 kJ used in the known method to obtain a similar coating. Thus, the invention has the following technical and economic advantages:
- процесс получени покрытий из металлических порошковой осуществл етс при максимальной эффективности магнитно-импульсного напрессовывани ;- the process of producing metal powder coatings is carried out at the maximum efficiency of magnetic pulse pressing;
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874352370A RU1785818C (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Method of depositing coatings using metal powders |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874352370A RU1785818C (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Method of depositing coatings using metal powders |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1785818C true RU1785818C (en) | 1993-01-07 |
Family
ID=21345857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874352370A RU1785818C (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Method of depositing coatings using metal powders |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1785818C (en) |
-
1987
- 1987-12-29 RU SU874352370A patent/RU1785818C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 844208, кл. В 22 F 7/04, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1374568, кл. В 22 F 7/04, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110089030A1 (en) | CIG sputtering target and methods of making and using thereof | |
EP1124660B2 (en) | A cylinder crank case, method for the manufacture of a cylinder liner therefor and method for the production of the cylinder crank case with said cylinder liners | |
DE2517347C2 (en) | Contact body and manufacturing process for this | |
DE19807685C2 (en) | Method for producing blanks of a cylinder liner consisting of a light metal alloy | |
RU1785818C (en) | Method of depositing coatings using metal powders | |
US4933141A (en) | Method for making a clad metal product | |
US4497358A (en) | Process for the manufacture of a steel body with a borehole protected against abrasion | |
US4797985A (en) | Method of applying a metallic guide band to a thin-walled projectile body | |
US4435448A (en) | Method for manufacturing babbitted bearings | |
US4502524A (en) | Process and apparatus for the production of a metallic laminar composite material | |
JPH09229116A (en) | Joining method for diffusive sintered friction lining foil | |
DE3200641A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE CASTING OF A LIGHT METAL PISTON HAVING AN ABRASION-RESISTANT INSERT | |
US4958060A (en) | Clad metal electrode | |
CA1203659A (en) | Ceramic mold and method of production | |
US3669179A (en) | Process of bonding molten metal to preform without interfacial alloy formation | |
IE892097L (en) | Lost-foam costing of metal | |
WO2001016392A3 (en) | Method for producing massive-amorphous layers on massive metallic shaped bodies | |
JP3078411B2 (en) | Method for manufacturing composite aluminum member | |
SU1556816A1 (en) | Method of applying coatings on external surfaces of articles | |
JPH10193089A (en) | Soldering method of inner surface of cylindrical part | |
JPH06249057A (en) | Manufacture of cylinder block | |
SU1282957A1 (en) | Method of producing bimetal articles by freezing control | |
US4815652A (en) | Method for forming composite metal articles | |
SU1616789A1 (en) | Method of applying coatings from metallic powders on internal surfaces of parts | |
GB1440933A (en) | Electromagnetic waveguides |