RU2068025C1 - Method of pieces surface preparation - Google Patents

Method of pieces surface preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2068025C1
RU2068025C1 RU93053345A RU93053345A RU2068025C1 RU 2068025 C1 RU2068025 C1 RU 2068025C1 RU 93053345 A RU93053345 A RU 93053345A RU 93053345 A RU93053345 A RU 93053345A RU 2068025 C1 RU2068025 C1 RU 2068025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
electric current
working
processed
samples
Prior art date
Application number
RU93053345A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93053345A (en
Inventor
А.Б. Коберниченко
А.С. Ухалин
Е.В. Калинин
Original Assignee
Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище
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 Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище filed Critical Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище
Priority to RU93053345A priority Critical patent/RU2068025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2068025C1 publication Critical patent/RU2068025C1/en
Publication of RU93053345A publication Critical patent/RU93053345A/en

Links

Images

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

FIELD: methods of pieces surface preparation. SUBSTANCE: before application of coating by gas thermal spraying pieces are subjected to electromechanical working by tools, that exercises reciprocating motion in plane, that is perpendicular to plane of worked surface, Working is exercised by tool with shape, that provides during contact working of 1/4-th of piece surface with periodical switching electrical current off. EFFECT: improved process. 3 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотермическим методам нанесения покрытий, например, при ремонте и восстановлении деталей из закаленной стали. The invention relates to mechanical engineering, in particular to thermal methods of coating, for example, in the repair and restoration of parts made of hardened steel.

Известен способ подготовки поверхности [1, 2] включающий дробеструйную обработку поверхности. A known method of surface preparation [1, 2] comprising shot peening of the surface.

Данный способ позволяет обеспечить необходимую шероховатость при обработке деталей с низкой твердостью, но при обработке закаленных деталей необходимая для высокой адгезии шероховатость поверхности не обеспечивается. This method allows to provide the necessary roughness when machining parts with low hardness, but when machining hardened parts, the surface roughness necessary for high adhesion is not provided.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ подготовки поверхности деталей [3] преимущественно из закаленной стали перед нанесением покрытий напылением, включающий создание рельефа из чередующихся впадин и выступов с последующей прикаткой вершин, при котором рельеф формируют механической обработкой поверхности детали инструментом с профилем, соответствующим профилю углублений, и пропусканием в месте контакта инструмента и детали электрического тока до местного оплавления последней при давлении инструмента 50-80 кгс/см2 и перемещением его по винтовой линии.Closest to the proposed invention is a method of preparing the surface of the parts [3] mainly of hardened steel before spray coating, comprising creating a relief of alternating depressions and protrusions, followed by rolling the peaks, in which the relief is formed by machining the surface of the part with a tool with a profile corresponding to the profile of the recesses , and passing at the point of contact of the tool and the electric current part to local melting of the latter at a tool pressure of 50-80 kg cm 2 and moving it along a helix.

Недостатками известного способа является относительно невысокая адгезия из-за совпадения направления витков накатки с направлением тангенциальных напряжений, возникающих при работе покрытия в условиях трения, стремящихся в процессе работы оторвать напыленное покрытие от подложки, а также снижение усталостной прочности обрабатываемой детали из-за образования на ее поверхности связанных между собой по винтовой линии концентраторов напряжений. The disadvantages of this method is the relatively low adhesion due to the coincidence of the direction of the knurling turns with the direction of the tangential stresses that arise during operation of the coating under friction, tending to tear the sprayed coating from the substrate during operation, as well as a decrease in the fatigue strength of the workpiece due to formation on it surfaces of voltage concentrators connected by a helix.

Изобретение направлено на повышение адгезии без значительного снижения усталостной прочности. The invention is directed to improving adhesion without significantly reducing fatigue strength.

Решение поставленной задачи достигается тем, что обработку проводят инструментом с профилем, обеспечивающим при контакте обработку 1/4 поверхности детали, а перемещение осуществляют возвратно-поступательно в плоскости, перпендикулярной обрабатываемой поверхности с периодическим отключением электрического тока. Электрический ток отключает перед началом движения инструмента вверх. Электрический ток отключают после контакта инструмента с поверхностью. The solution to this problem is achieved by the fact that the processing is carried out with a tool with a profile that ensures contact with 1/4 of the surface of the part, and the movement is performed reciprocating in a plane perpendicular to the surface being treated with periodic shutdown of the electric current. The electric current is turned off before the tool moves up. Electric current is disconnected after the tool contacts the surface.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что поскольку рельеф в предлагаемом способе формируется инструментом с профилем, обеспечивающим при кратковременном контакте множество локальных оплавлений и вытеснений металла в точках соприкосновения инструмента с поверхностью детали не связанных друг с другом, а не выдавливанием инструментом, перемещающимся относительно детали по винтовой линии образованные в процессе обработки кратеры не будет связаны между собой что не приведен к значительному снижению усталостной прочности. Увеличение площади поверхности основы за счет ее обработки инструментом, обеспечивающим увеличение длин направляющей и образующей линии поверхности (фиг. 1) позволяет повысить адгезионную прочность нанесенного покрытия. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that since the relief in the proposed method is formed by a tool with a profile that provides for short-term contact a lot of local reflows and metal displacements at the points of contact of the tool with the surface of the part that are not connected to each other, and not by extrusion by a tool moving relative to the part along the helix, the craters formed during processing will not be interconnected, which will not lead to a significant reduction in fatigue strength. The increase in the surface area of the base due to its processing with a tool that provides an increase in the lengths of the guide and forming the surface line (Fig. 1) allows to increase the adhesive strength of the applied coating.

На фиг. 1 представлена схема формирования поверхности. In FIG. 1 is a diagram of surface formation.

Поверхность детали не обработана (фиг. 1а). Площадь поверхности, подлежащей обработке вычисляется по формуле:
S1= 2πRh1 (1)
где S1 площадь поверхности (м2);
R радиус (м);
h1 длина условной образующей поверхности (м).
The surface of the part is not processed (Fig. 1a). The surface area to be processed is calculated by the formula:
S 1 = 2πRh 1 (1)
where S 1 surface area (m 2 );
R radius (m);
h 1 the length of the conditional forming surface (m).

Так как 2πR=l1, (2)
где l1 длина условной направляющей поверхности (м).
Since 2πR = l 1 , (2)
where l 1 the length of the conditional guide surface (m).

Выражение (1) примет вид:
S1 l1 • h1 (3)
Поверхность детали обработана способом, описанным в прототипе (фиг. 1б).
Expression (1) will take the form:
S 1 l 1 • h 1 (3)
The surface of the part is processed by the method described in the prototype (Fig. 1B).

Площадь поверхности вычисляется по формуле:
S2 l2 • h2 (4)
где l>2 длина условной направляющей поверхности, обработанной способом, описанным в прототипе (м);
h2 длина условной образующей поверхности, обработанной способом, описанным в прототипе (м).
The surface area is calculated by the formula:
S 2 l 2 • h 2 (4)
where l> 2 is the length of the conditional guide surface processed by the method described in the prototype (m);
h 2 the length of the conditional forming surface processed by the method described in the prototype (m).

Поскольку l2 l1, h2 > h1,
площадь поверхности основы, обработанной способом, описанным в прототипе, будет больше площади необработанной поверхности.
Since l 2 l 1 , h 2 > h 1 ,
the surface area of the base processed by the method described in the prototype will be greater than the area of the untreated surface.

S2 > S1
Поверхность детали обработана предлагаемым способом (фиг. 1в).
S 2 > S 1
The surface of the part is processed by the proposed method (Fig. 1B).

Площадь сформированной поверхности вычисляется по формуле:
S3 l3 • h3 (5),
где S3 площадь поверхности основы, обработанной предлагаемым способом (м2);
l3 длина условной направляющей поверхности, обработанной предлагаемым способом (м);
h3 длина условной образующей поверхности, обработанной предлагаемым способом (м).
The area of the formed surface is calculated by the formula:
S 3 l 3 • h 3 (5),
where S 3 the surface area of the base processed by the proposed method (m 2 );
l 3 the length of the conditional guide surface processed by the proposed method (m);
h 3 the length of the conditional forming surface processed by the proposed method (m).

Поскольку l3 > l2, h3 h2,
площадь поверхности основы, обработанной предлагаемым способом, больше площади поверхности необработанной и обработанной способом, описанным в прототипе:
S3 > S2
Пример. Проводилось плазменное напыление образцов из стали 45 диаметром 50 мм. Образцы закалены на установке ТВЧ на глубине 1,5-3,0 мм до твердости НRC 56-62. Перед напылением образцы были разбиты на пять групп. Их поверхности были подвергнуты различным видам обработки.
Since l 3 > l 2 , h 3 h 2 ,
the surface area of the base processed by the proposed method is greater than the surface area of the untreated and processed method described in the prototype:
S 3 > S 2
Example. Plasma spraying of samples of steel 45 with a diameter of 50 mm was carried out. Samples are hardened on the HDTV installation at a depth of 1.5-3.0 mm to a hardness of HRC 56-62. Before spraying, the samples were divided into five groups. Their surfaces were subjected to various types of processing.

Для формирования профиля поверхности образцов первой группы применяли инструмент, представляющий собой пуансон с вогнутой рабочей поверхностью. Длина дуги, описывающей рабочую поверхность инструмента равна 1/4 длины окружности обрабатываемой детали. Радиус дуги, описывающей рабочую поверхность инструмента равен 1/2 диаметра поверхности обрабатываемой детали. На рабочей поверхности инструмента, выполненной из тугоплавкого сплава ВН-4, выфрезерованы тетраэдальные зубья с шагом 2,5 мм. Радиус закругления вершине зубьев составляет 0,8 мм. To form the surface profile of the samples of the first group, a tool was used, which was a punch with a concave working surface. The length of the arc describing the working surface of the tool is 1/4 of the circumference of the workpiece. The radius of the arc describing the working surface of the tool is 1/2 the diameter of the surface of the workpiece. On the working surface of the tool, made of refractory alloy VN-4, tetrahedral teeth with a pitch of 2.5 mm are milled. The radius of curvature of the apex of the teeth is 0.8 mm.

Инструмент, совершая возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной плоскости обрабатываемой поверхности, за один оборот детали контактировал с ней 4 раза с давлением 50-80 кгс/см2. На деталь и инструмент подавался ток 500-550 А при напряжении 2-6 В. В целях предотвращения образования электрической дуги при отрыве инструмента от поверхности, перед началом его движения вверх, электрический ток отключался.The instrument, making a reciprocating motion in a plane perpendicular to the plane of the workpiece, in one revolution of the part was in contact with it 4 times with a pressure of 50-80 kgf / cm 2 . A current of 500-550 A was applied to the part and tool at a voltage of 2-6 V. In order to prevent the formation of an electric arc when the tool was torn off the surface, before starting to move up, the electric current was turned off.

Обработка поверхности образцов второй группы проводилась тем же способом, что из деталей первой группы. Но в отличие от вышеописанного способа электрический ток отключался сразу же после контакта инструмента с деталью и локального оплавления поверхности. Далее инструмент, продолжая двигаться вниз, деформировал остывающий металл, тем самым упрочняя поверхность. The surface treatment of samples of the second group was carried out in the same way as from the details of the first group. But in contrast to the above method, the electric current was switched off immediately after the contact of the tool with the part and local melting of the surface. Further, the tool, continuing to move downward, deformed the cooling metal, thereby strengthening the surface.

Обработка поверхностей образцов третьей группы производилась способом, описанным в прототипе. The surface treatment of samples of the third group was carried out by the method described in the prototype.

Поверхности образцов четвертой группы подвергались дробеструйной обработке. The surfaces of the samples of the fourth group were shot blasted.

Образцы пятой группы не обрабатывались. Samples of the fifth group were not processed.

Газоплазменное напыление деталей первых четырех групп производилось с подачей порошка ПГУС-25 (ГОСТ 21448-75), при размере частиц 5-100 мкм и коэффициенте его использования 70-80% Расстояние плазмотрона от детали при напылении в пределах 50-100 мм, расход плазмообразующего газа (аргона) 2-З м3/ч.Gas-plasma spraying of parts of the first four groups was carried out with a PGUS-25 powder (GOST 21448-75), with a particle size of 5-100 microns and a coefficient of its use of 70-80%. The distance of the plasma torch from the part when spraying is within 50-100 mm, the plasma-forming flow rate gas (argon) 2-Z m 3 / h.

Образцы пятой группы не напылялись. Samples of the fifth group were not sprayed.

Напыленные образцы шлифовали до диаметра 50,8 мм. The sprayed samples were ground to a diameter of 50.8 mm.

Адгезионную прочность определяли по усилию тангенциального сдвига сегмента размером 10 х 5 мм. Adhesive strength was determined by the tangential shear force of a segment measuring 10 x 5 mm.

На усталостную прочность при кручении образцы испытывались на установке УМ-4. За базу испытаний принято 1,2х107 циклов нагружения.For torsional fatigue strength, the samples were tested on a UM-4 apparatus. The test base is 1.2 × 10 7 loading cycles.

Результаты испытаний представлены в таблице и отображены на фиг. 2, на которой представлена прочность сцепления покрытия и усталостная прочность образцов. The test results are presented in the table and are shown in FIG. 2, which shows the adhesion strength of the coating and the fatigue strength of the samples.

Полученные результаты позволяют сделать вывод что предлагаемый способ обеспечивает повышение адгезионной прочности покрытия без значительного снижения усталостной прочности детали. Это позволяет рекомендовать использовать изобретение в машиностроении, в частности при восстановлении изношенных деталей. ТТТ1 The results obtained allow us to conclude that the proposed method provides an increase in the adhesive strength of the coating without significantly reducing the fatigue strength of the part. This allows us to recommend the use of the invention in mechanical engineering, in particular when restoring worn parts. TTT1

Claims (3)

1. Способ подготовки поверхности детали перед нанесением покрытия газотермическим напылением, включающий электромеханическую обработку поверхности детали инструментом при давлении 50 80 кгс/см с пропусканием электрического тока в месте контакта до оплавления и перемещение инструмента, отличающийся тем, что обработку проводят инструментом с профилем, обеспечивающим при контакте обработку 1/4 поверхности детали, а перемещение осуществляют возвратно-поступательно в плоскости, перпендикулярной к обрабатываемой поверхности с периодическим отключением электрического тока. 1. The method of preparing the surface of the part before applying the thermal spray coating, comprising electromechanical surface treatment of the part with a tool at a pressure of 50 to 80 kgf / cm with passing electric current at the contact point before reflow and moving the tool, characterized in that the treatment is carried out with a tool with a profile that ensures at contact processing 1/4 of the surface of the part, and the movement is carried out reciprocating in a plane perpendicular to the surface to be treated periodically m turning off the electric current. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрический ток отключают перед началом движения инструмента вверх. 2. The method according to p. 1, characterized in that the electric current is turned off before the upward movement of the tool. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрический ток отключают после контакта инструмента с поверхностью. 3. The method according to p. 1, characterized in that the electric current is turned off after the tool contacts the surface.
RU93053345A 1993-11-29 1993-11-29 Method of pieces surface preparation RU2068025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93053345A RU2068025C1 (en) 1993-11-29 1993-11-29 Method of pieces surface preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93053345A RU2068025C1 (en) 1993-11-29 1993-11-29 Method of pieces surface preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2068025C1 true RU2068025C1 (en) 1996-10-20
RU93053345A RU93053345A (en) 1996-11-20

Family

ID=20149690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93053345A RU2068025C1 (en) 1993-11-29 1993-11-29 Method of pieces surface preparation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2068025C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442841C2 (en) * 2010-05-27 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for preparation of raw piece surface using ultrasonic oscillations
RU2545301C1 (en) * 2013-11-21 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Хасуй А., Маригаки О. Наплавка и напыление. - М.: Машиностроение, 1985, с. 170 - 171. 2. Авторское свидетельство СССР N 1758082, кл. С 23 С 1/02, 1989. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442841C2 (en) * 2010-05-27 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for preparation of raw piece surface using ultrasonic oscillations
RU2545301C1 (en) * 2013-11-21 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2068025C1 (en) Method of pieces surface preparation
Gohil et al. A study on the effect of tool electrode thickness on MRR, and TWR in electrical discharge turning process
Nowicki et al. The superficial layer of parts machined by brush electro-discharge mechanical machining (BEDMM)
Nowicki et al. New possibilities of machining and electrodischarge alloying of free-form surfaces
JP7223130B2 (en) Tool and method for mechanical surface treatment
CN111014856A (en) Reciprocating type electrolytic grinding wire cutting machining device and method
CN109226917B (en) Surface roughening method based on electric discharge machining
RU2296664C1 (en) Process for electric static-pulse treatment
RU2191664C2 (en) Apparatus for electrochemical and mechanical working
EP2519380B1 (en) Unit for surface treatment of top layers, especially of metal
CN111014857A (en) Circulating type electrolytic grinding linear cutting machining device and method
CN1194838C (en) Microconcave digital controlled laser formation method and device on working surface of friction pair
RU2028886C1 (en) Apparatus for electrical treatment of metals
RU2072282C1 (en) Coat applying method
RU2440873C1 (en) Electric spark hardening and reclaiming of steel surfaces
RU2296663C1 (en) Electric static-pulse treatment apparatus
SU858995A1 (en) Method of strengthening toothed gear teeth
RU2111095C1 (en) Multielectrode tool for electric-spark alloying
SU1540973A1 (en) Multielectrode tool for electric discharge alloying
Dlugash New Highly Efficient Methods of Machining Metals
RU2286240C1 (en) Method of surface plastic deformation
MD2120B1 (en) Proces for machining of the precesion gear teeth
RU77197U1 (en) ELECTRIC SPARK PROCESSING DEVICE
RU1834759C (en) Method of electric erosion alloying of steel workpieces by lower melting materials
SU1572773A1 (en) Tool for one-sided resistance microwelding