RU2035278C1 - Electrical contact application of coatings - Google Patents

Electrical contact application of coatings Download PDF

Info

Publication number
RU2035278C1
RU2035278C1 RU93050099A RU93050099A RU2035278C1 RU 2035278 C1 RU2035278 C1 RU 2035278C1 RU 93050099 A RU93050099 A RU 93050099A RU 93050099 A RU93050099 A RU 93050099A RU 2035278 C1 RU2035278 C1 RU 2035278C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
porosity
tape
welding
coating
ribbon
Prior art date
Application number
RU93050099A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93050099A (en
Inventor
А.В. Поляченко
В.В. Евсеенко
Original Assignee
Поляченко Анатолий Васильевич
Евсеенко Валерий Владимирович
Индивидуальное частное предприятие "Багус"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Поляченко Анатолий Васильевич, Евсеенко Валерий Владимирович, Индивидуальное частное предприятие "Багус" filed Critical Поляченко Анатолий Васильевич
Priority to RU93050099A priority Critical patent/RU2035278C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2035278C1 publication Critical patent/RU2035278C1/en
Publication of RU93050099A publication Critical patent/RU93050099A/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: powder metal welding material is preliminarily sintered into a ribbon, which is welded to the workpiece surface in overlapping spots by regulated current pulses. Ribbon porosity is 8 to 37%. Use can be made of several layers of ribbon with a different porosity, of different composition. Welding zone may be cooled by liquid or gas. EFFECT: facilitated procedure. 5 cl

Description

Изобретение относится к технологическим процессам упрочнения и восстановления деталей машин и может применяться в машиностроении и машиноремонте, а также в других отраслях, где требуется увеличение срока службы деталей. The invention relates to technological processes for hardening and restoration of machine parts and can be used in mechanical engineering and machine repair, as well as in other industries where an increase in the service life of parts is required.

Известны ряд способов электроконтактного нанесения покрытий из порошковых материалов с целью восстановления или упрочнения деталей. Наиболее близкими к заявляемому являются способ нанесения металлических покрытий из порошковых материалов по авт.св. СССР N 1526940 1989, и способ электроконтактной наплавки порошка по авт.св. СССР N 1310147, 1987. A number of methods are known for electrical contact coating of powder materials in order to restore or harden parts. Closest to the claimed are a method of applying metal coatings of powder materials according to ed. USSR N 1526940 1989, and the method of electrical contact powder deposition according to ed. USSR N 1310147, 1987.

Эти способы имеют следующие недостатки. Способ по авт.св. N 1526940, наиболее близкий, позволяет наносить покрытия лишь на локальные участки плоской поверхности, одним импульсом тока с использованием электрода, имеющего паз для размещения присадочного материала. Способ по авт.св. N 1310147 не обеспечивает получения покрытия заданной толщины и свойств (при использовании смеси порошков они будут разделяться по плотности, магнитным свойствам, крупности частиц и т.п.). Исключается также использование охлаждающей жидкости, которая будет смывать порошок, удержание которого на цилиндрической детали само по себе весьма проблематично. These methods have the following disadvantages. Autoswap method N 1526940, the closest one, allows coating only on local areas of a flat surface with a single current pulse using an electrode having a groove for accommodating the filler material. Autoswap method N 1310147 does not provide a coating of a given thickness and properties (when using a mixture of powders, they will be separated by density, magnetic properties, particle size, etc.). The use of a coolant is also excluded, which will wash off the powder, the retention of which on a cylindrical part in itself is very problematic.

Целью данного изобретения является повышение технологичности и производительности процесса, а также качества покрытия. The aim of this invention is to improve the manufacturability and productivity of the process, as well as the quality of the coating.

Указанная цель достигается тем, что в качестве наращиваемого слоя применяют пористую, спеченную из металлических порошков ленту с пористостью в пределах 8-37%
Кроме того, можно применять пористую спеченную из смеси металлических и 9-42% токонепроводящих порошков ленту.
This goal is achieved by the fact that a porous, sintered from metal powder tape with a porosity in the range of 8-37% is used as an expandable layer
In addition, porous sintered tape from a mixture of metal and 9-42% current-conducting powders can be used.

Применением для приварки нескольких лент (пакета лент) возможно регулировать послойный состав покрытия и, соответственно, тепловыделение преимущественно в одном из слоев, в слое, располагающемся на границе сплавления пакета с телом детали, использовав для этого ленту пакета с большей пористостью. Using several tapes (tape package) for welding, it is possible to control the layer-by-layer composition of the coating and, accordingly, the heat dissipation mainly in one of the layers, in a layer located at the fusion boundary of the package with the body of the part, using a package tape with a higher porosity for this.

При наплавке главной целью является получение покрытия нужного состава и с необходимыми свойствами. Однако изменение состава меняет и сопротивление ленты. Необходимая корректировка сопротивления может быть реализована за счет пористости. Данная технология позволяет получить нужный состав покрытия. When surfacing, the main goal is to obtain the coating of the desired composition and with the necessary properties. However, a change in composition changes the resistance of the tape. The necessary adjustment of resistance can be realized due to porosity. This technology allows you to get the desired coating composition.

Пористость ленты не оказывает влияния на пористость покрытия в ленте преимущественно выделяется тепло и происходит спекание-сплавление под давлением, приводящее к образованию монолитного практически беспористого слоя. The porosity of the tape does not affect the porosity of the coating in the tape, heat is predominantly generated and sintering-fusion under pressure occurs, leading to the formation of a monolithic practically non-porous layer.

Способ осуществляют следующим образом. На упрочняемую (восстанавливаемую) поверхность накладывают соответствующих размеров пористую спеченную ленту или несколько лент необходимой толщины и состава и производят приварку по всей поверхности наращиваемого слоя перекрывающимися точками с помощью регулируемых импульсов тока при одновременной подаче в зону сварки охлаждающей жидкости или газа. The method is as follows. A porous sintered tape or several tapes of the required thickness and composition are applied to the hardened (restored) surface of the appropriate size and welded along the entire surface of the layer to be built up with overlapping points using adjustable current pulses while supplying coolant or gas to the welding zone.

Данное изобретение основывается на следующих закономерностях. This invention is based on the following patterns.

При контактной сварке (наплавке) импульсами тока решающую роль в образовании сварного соединения играет контактное и внутреннее сопротивление (Кочергин К.А. Контактная сварка. Л. Машиностроение, 1987, с. 45,58). Кроме того, ядро при соединении разнотолщинных деталей смешивается в толстую деталь, то есть приварки не происходит, и приходится многократно увеличивать силу и длительность импульсов тока (там же с. 161). In contact welding (surfacing) by current pulses, the decisive role in the formation of the welded joint is played by contact and internal resistance (Kochergin K. A. Contact welding. L. Mashinostroyenie, 1987, p. 45.58). In addition, when connecting different thickness parts, the core is mixed into a thick part, that is, welding does not occur, and the strength and duration of the current pulses have to be increased many times (ibid. P. 161).

Управлять этим процессом можно, меняя внутреннее сопротивление привариваемого тонкого материала. Увеличение пористости ленты, спекаемой из металлических порошков, увеличивает ее сопротивление и, соответственно, количество выделившегося в ней тепла. Аналогичную роль играет введение в спекаемую ленту токонепроводящих порошков (окиси алюминия, карбида кремния) с величиной частиц 12-140 мкм). При заданном составе ленты с учетом требований к покрытию пористость ленты легко регулировать в процессе прокатки порошков в ленту и последующего ее спекания. Рациональные значения сопротивлений известны (Шавырин В.Н. Рязанцев В.И. Клеесварные конструкции. М. Машиностроение, 1981, с.64-74). This process can be controlled by changing the internal resistance of the welded thin material. An increase in the porosity of the tape sintered from metal powders increases its resistance and, accordingly, the amount of heat released in it. A similar role is played by the introduction of current-conducting powders (aluminum oxide, silicon carbide) with a particle size of 12-140 μm into the sintered strip). Given the composition of the tape, taking into account the requirements for coating, the porosity of the tape can be easily adjusted during the rolling of powders into the tape and its subsequent sintering. Rational values of resistances are known (Shavyrin V.N. Ryazantsev V.I. Glue-welded structures. M. Mechanical Engineering, 1981, pp. 64-74).

Экспериментально определяли пределы целесообразной пористости ленты: от 8 до 37% в зависимости от ее химсостава и пределы содержания токонепроводящих частиц: от 9 до 42 об. The limits of the suitable porosity of the tape were determined experimentally: from 8 to 37% depending on its chemical composition and the limits of the content of current-conducting particles: from 9 to 42 vol.

Нижний предел пористости спеченной ленты (содержания в ней токонепроводящих частиц) определяется эффектом значимого увеличения сокрытия заданной толщины при минимальных значениях сварочного тока и длительности сварочного импульса. The lower limit of the porosity of the sintered tape (the content of non-conductive particles in it) is determined by the effect of a significant increase in the concealment of a given thickness at the minimum values of the welding current and the duration of the welding pulse.

Верхний предел пористости определяли взрывным эффектом при прохождении импульса тока, хрупкостью и ломкостью ленты, разрушающейся при приложении нагрузки на электроды, и невозможностью использования спеченной ленты для нанесения покрытий на детали диаметром 20-40 мм, а также большой усадкой ленты, т.е. уменьшение эффективной толщины покрытия. The upper limit of porosity was determined by the explosive effect during the passage of a current pulse, the fragility and fragility of the tape, which breaks when a load is applied to the electrodes, and the inability to use sintered tape for coating parts with a diameter of 20-40 mm, as well as large shrinkage of the tape, i.e. decrease in effective coating thickness.

П р и м е р. Создание биметаллической (упрочнение, восстановление) цилиндрической детали диаметром 50 мм, изготовленной из низкоуглеродистой стали Ст20. Необходимая твердость покрытия 60НРС, толщина слоя 0,1 мм. Состав спеченной ленты, обеспечивающей такую твердость, углерод 0,05; хром 3,0; никель 4,5; медь 1,5; кремний и марганец по 0,7% остальное железо. Указанные компоненты прокатывают в ленту и спекают. Желательная пористость 16% Пористость достигают давлением прокатки, температурой и временем спекания. Для обеспечения заданной толщины слоя необходима лента толщиной 1,7 мм (с учетом усадки и припуска на обработку). PRI me R. Creation of a bimetallic (hardening, restoration) cylindrical part with a diameter of 50 mm made of low-carbon steel St20. The required hardness of the coating is 60 НРС, and the layer thickness is 0.1 mm. The composition of the sintered tape, providing such a hardness, carbon 0.05; chrome 3.0; nickel 4,5; copper 1.5; silicon and manganese 0.7% of the rest of the iron. These components are rolled into a strip and sintered. Desired porosity of 16%. Porosity is achieved by rolling pressure, temperature and sintering time. To ensure a given layer thickness, a tape with a thickness of 1.7 mm is required (taking into account shrinkage and machining allowance).

Режим приварки ленты к поверхности детали: длительность импульса тока 0,1 с сила тока в импульсе 6кА, длительность паузы между импульсами 0,12с, количество охлаждающей жидкости, подаваемой в зону сварку, 1,8-2,0 л/мин, давление на электродах 2,5 ат число оборотов детали 4 об/мин, подача роликов вдоль детали 4 мм/об. The mode of welding the tape to the surface of the part: current pulse duration 0.1 s current strength per pulse 6 kA, pause duration between pulses 0.12 s, the amount of coolant supplied to the welding zone, 1.8-2.0 l / min, pressure 2.5 at electrodes, part speed 4 rpm, feed rollers along the part 4 mm / rev.

Пористость и объемное содержание токонепроводящих частиц в спеченной ленте оказывает близкое по величине влияние на удельное сопротивление ленты. При введении в ленту материалов с высокой электропроводимостью (медь, алюминий, серебро и др.) пористость следует увеличивать. The porosity and volumetric content of conductive particles in the sintered tape has a close in magnitude effect on the specific resistance of the tape. When materials with high electrical conductivity (copper, aluminum, silver, etc.) are introduced into the tape, the porosity should be increased.

Предлагаемый способ позволил: снизить затраты электроэнергии на 35-25% увеличить производительность процесса на 15-25% при одинаковом расходе энергии; уменьшить выплески на поверхность покрытия и сократить припуски на обработку; в 4-6 раз увеличить стойкость электродов; увеличить толщину слоя привариваемого за 1 проход до 2 раз. The proposed method allowed: to reduce the cost of electricity by 35-25% to increase the productivity of the process by 15-25% with the same energy consumption; reduce splashes on the surface of the coating and reduce processing allowances; 4-6 times increase the resistance of the electrodes; increase the thickness of the layer welded in 1 pass up to 2 times.

Claims (4)

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ из токопроводящих материалов на поверхность изделий, при котором на детали размещают спеченный из металлических порошков материал, приваривают его регулируемыми импульсами тока, отличающийся тем, что приварку производят ко всей поверхности детали перекрывающимися точками, при этом в качестве привариваемого материала используют ленту с пористостью 8-37%
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют ленту, содержащую 9-42% токонепроводящих порошков.
1. METHOD OF ELECTRIC CONTACT COATING of conductive materials on the surface of products, in which a material sintered from metal powders is placed on the part, it is welded with adjustable current pulses, characterized in that welding is made to the surface of the part with overlapping dots, while using as a weldable material tape with porosity of 8-37%
2. The method according to p. 1, characterized in that they use a tape containing 9-42% of conductive powders.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют несколько слоев лент одинакового состава с различной пористостью. 3. The method according to claim 1, characterized in that several layers of tapes of the same composition with different porosity are used. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют несколько слоев лент различного состава с различной пористостью. 4. The method according to claim 1, characterized in that several layers of tapes of various compositions with different porosity are used. 5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что зону приварки охлаждают жидкостью или газом. 5. The method according to PP. 1-4, characterized in that the welding zone is cooled by a liquid or gas.
RU93050099A 1993-11-05 1993-11-05 Electrical contact application of coatings RU2035278C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93050099A RU2035278C1 (en) 1993-11-05 1993-11-05 Electrical contact application of coatings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93050099A RU2035278C1 (en) 1993-11-05 1993-11-05 Electrical contact application of coatings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2035278C1 true RU2035278C1 (en) 1995-05-20
RU93050099A RU93050099A (en) 1996-07-20

Family

ID=20148782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93050099A RU2035278C1 (en) 1993-11-05 1993-11-05 Electrical contact application of coatings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2035278C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1310147, кл. B 23K 11/06, 1987. *
Авторское свидетельство СССР N 1526940, кл. B 23K 11/06, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Surface modification by electrical discharge machining: A review
Mohri et al. Metal surface modification by electrical discharge machining with composite electrode
US5242556A (en) Electrolytic machining using pulsed electric current
DE4341537C2 (en) Composite wire, process for its manufacture and its use
US5434380A (en) Surface layer forming apparatus using electric discharge machining
JP3376174B2 (en) Surface treatment method and apparatus by electric discharge machining
Aspinwall et al. Electrical discharge surface alloying of Ti and Fe workpiece materials using refractory powder compact electrodes and Cu wire
JP5121933B2 (en) Discharge surface treatment method
KR100376755B1 (en) wire electrode
GB1585206A (en) Hard surfacing
DE2919084C2 (en) Non-consumable electrode for plasma welding and process for making this electrode
RU2035278C1 (en) Electrical contact application of coatings
US4740990A (en) Graphite electrode with protective coating and method for its production
JP5547864B2 (en) Discharge surface treatment method and apparatus
Ananthi et al. Effect of WC–Cu composite electrodes on material deposition rate, microhardness and microstructure of electrical discharge coated magnesium alloy
WO2001051240A1 (en) Power supply for discharge surface treatment and discharge surface treatment method
RU2311995C2 (en) Method and apparatus for electric-discharge applying of coating
Młynarczyk et al. The analysis of the effects formation iron—Tungsten carbide layer on aluminum alloy by electrical discharge alloying process
CN86104601A (en) Technology for copper alloy powder plasma-arc welding on surface of cast iron
Laxminarayana et al. Study of surface morphology on micro machined surfaces of AISI 316 by Die Sinker EDM
Chandel The effect of process variables on the flux consumption in submerged arc welding
Elaiyarasan et al. Modeling of electrical discharge coating parameters using artificial neural network
JPH11229159A (en) Electric discharge surface treatment device, and electric discharge surface treatment method
Sahin et al. Electrospark deposition: mass transfer
SU1310147A1 (en) Method of electric resistance surfacing of powder