RU2068025C1 - Method of pieces surface preparation - Google Patents
Method of pieces surface preparation Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
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)
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)
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 |
-
1993
- 1993-11-29 RU RU93053345A patent/RU2068025C1/en active
Non-Patent Citations (1)
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)
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 |