RU2176682C2 - Способ упрочнения поверхностей деталей - Google Patents
Способ упрочнения поверхностей деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176682C2 RU2176682C2 RU99110333/02A RU99110333A RU2176682C2 RU 2176682 C2 RU2176682 C2 RU 2176682C2 RU 99110333/02 A RU99110333/02 A RU 99110333/02A RU 99110333 A RU99110333 A RU 99110333A RU 2176682 C2 RU2176682 C2 RU 2176682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- treatment
- anode
- hardening
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано при нанесении износостойких, электроизоляционных и декоративных покрытий на детали из различных сплавов. Для получения покрытия детали обрабатывают искровым разрядом в газообразной среде, содержащей внедряемый элемент. Во время обработки деталь является анодом. Обработку производят с частотой 90-220 Гц и напряжением 12000-20000 В. После обработки на данном режиме толщина слоя составляет несколько сот микрометров и имеет высокую адгезию к подложке. Способ позволяет получить качественные упрочненные слои на деталях любой конфигурации и из любых упрочняемых технических сплавов.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения и может быть использовано при нанесении износостойких, электроизоляционных и декоративных покрытий на детали из различных сплавов.
Известен способ упрочнения поверхностей деталей [А.С. СССР N 1775507 C 25 D 11/02, 1990] , который позволяет получать на поверхности деталей из алюминиевых сплавов износостойкий слой, состоящий в основном из оксида алюминия. Обрабатываемая деталь является анодом. Упрочненный слой образуется посредством микродуговых разрядов, горящих в кислородных пузырях, которые образуются на аноде. Для формирования покрытия используется щелочной электролит, состоящий из силиката щелочного металла и гидроксида щелочного металла. С целью уменьшения пористости покрытия в электролит добавляется моющая жидкость "Прогресс", которая обеспечивает вследствие своей пенообразующей способности большое количество газовых пузырей на поверхности детали.
Известен также способ микродугового оксидирования алюминия и его сплавов в силикатно-щелочном электролите при продувке электролита в межэлектродном зазоре углекислым газом или его смесью с кислородом [А.С. СССР N 1733507 C 25 D 11/02, 1992]. Этот способ также вследствие насыщения электролита газами, содержащими кислород, способствует образованию кислородных пузырей на поверхности детали, что приводит к интенсификации процесса микродугового оксидирования и к уменьшению пористости покрытия.
Однако использование силикатно-щелочного электролита в процессе микродугового оксидирования способствует образованию на поверхности детали пористого и рыхлого слоя муллита, который значительно ухудшает качество получаемой поверхности. Образующийся муллит необходимо удалять на последующих технологических операциях, что приводит к значительному увеличению себестоимости изделия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ электроэрозионного упрочнения плазмы под действием искрового разряда [Коваленко B.С., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И.А. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. М.: Наука, 1986]. В этом способе упрочнения при контакте электродов возникает искровой разряд, переходящий в дуговой. Электрический разряд оказывает на металл анода и катода импульсное тепловое и механическое действия. Поток электронов приводит к локальному разогреву электрода, а поперечное магнитное поле создает высокое давление в плазменном шнуре разряда. В результате на поверхности электродов появляются объемные источники тепла, приводящие к возникновению эрозионных лунок на аноде и катоде, в области которых металл подвергается деформации, плавлению и испарению. В плазменной струе присутствуют элементы материалов анода и катода, но перенос материала преимущественно происходит с анода на катод. За счет такого переноса материала и импульсных нагрузок происходит легирование, перекристаллизация и механическое упрочнение материала катода. Процесс обычно происходит при напряжениях между электродами U≤ 300 B за счет контактного начала.
Недостатком этого способа является небольшая толщина покрытия, получаемого на поверхности детали, 10...70 нм. А также тенденция к отслаиванию формируемого слоя от подложки, так как формирование покрытия происходит в результате застывания на подложке легированного расплава.
Задача изобретения: повышение качества обработанной поверхности за счет формирования на поверхности деталей из любых упрочняемых технических сплавов модифицированного слоя, устранение электролита и повышение гибкости процесса.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе упрочнения поверхностей деталей, при котором детали обрабатывают в газовой среде, содержащей внедряемый элемент, посредством электрического искрового разряда, при этом обрабатываемая деталь является одним из электродов, в отличие от прототипа обработку производят с частотой 90-220 Гц и напряжением 12000-20000 В.
Соотношение частоты и длительности импульсов выбирают таким, чтобы не возникала дуговая стадия разряда. Благодаря искровому разряду ионы и атомы элементов газовой среды, находящиеся в плазме разряда, приобретают большую кинетическую энергию, которая и позволяет им внедряться в поверхность детали на большую глубину, составляющую несколько сот микрометров. Внедрение, в основном, происходит по дислокациям и межкристаллитным границам. В результате описанного процесса на поверхности детали формируется модифицированный слой, состоящий из соединения атомов внедряемых элементов с атомами заготовки. Толщина слоя составляет несколько сот микрометров и имеет высокую адгезию к подложке.
Пример конкретной реализации способа.
Предложенным способом упрочнения поверхностей деталей было обработано компрессионное поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания.
Поршневое кольцо было изготовлено из алюминиевого сплава Д16Т. Обработке подвергалась наружная рабочая поверхность кольца и торцовые поверхности. Процесс осуществлялся в стеклянной рабочей камере объемом 1 л. В качестве катода использовался алюминиевый провод диаметром 2,2 мм. Расстояние между заготовкой-анодом и катодом фиксировалось при помощи концевых мер длины кл. 1 ГОСТ 9038-59 и составляло - 3 мм. Во время обработки подавалось напряжение 12000 - 20000 В с частотой искровых разрядов 75-1000 Гц. Продолжительность обработки за одну установку 3 часа. Площадь, которая формировалась за одну установку, составляла в среднем 3 мм2.
В результате на поверхности детали сформировался слой толщиной 180 мкм и микротвердостью 5000 МПа. Микротвердость исходной заготовки составляла 680 МПа.
Итак, заявляемый способ упрочнения поверхностей позволяет получать качественные упрочненные слои на деталях любой конфигурации и из любых упрочняемых технических сплавов без использования электролита и не требуют защиты поверхностей, не подлежащих обработке.
Claims (1)
- Способ упрочнения поверхностей деталей, при котором деталь, являющуюся одним из электродов, обрабатывают в газовой среде, содержащей внедряемый элемент, электрическим искровым разрядом, отличающийся тем, что обработку производят с частотой разрядов 90-220 Гц и при напряжении 12000-20000 В.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110333/02A RU2176682C2 (ru) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Способ упрочнения поверхностей деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110333/02A RU2176682C2 (ru) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Способ упрочнения поверхностей деталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110333A RU99110333A (ru) | 2001-02-27 |
RU2176682C2 true RU2176682C2 (ru) | 2001-12-10 |
Family
ID=20219937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110333/02A RU2176682C2 (ru) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Способ упрочнения поверхностей деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2176682C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD3974C2 (ru) * | 2008-01-23 | 2010-06-30 | Павел ТОПАЛА | Способ упрочнения металлических поверхностей электрическими разрядами |
-
1999
- 1999-05-17 RU RU99110333/02A patent/RU2176682C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
КОВАЛЕНКО B.C. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. - М.: Наука, 1986, с. 126, 129-130, 132, 140, 144 рис. 3.3., 168. * |
ПОЛЯК М.С. Технология упрочнения, т. 2. - М.: Машиностроение, 1995, с. 412. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD3974C2 (ru) * | 2008-01-23 | 2010-06-30 | Павел ТОПАЛА | Способ упрочнения металлических поверхностей электрическими разрядами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100871332B1 (ko) | 금속 및 합금에 세라믹 코팅을 형성하는 방법과 장치, 및이 방법으로 제조되는 코팅 | |
Attarzadeh et al. | New promising ceramic coatings for corrosion and wear protection of steels: a review | |
US20100025252A1 (en) | Ceramics coating metal material and manufacturing method of the same | |
KR101157707B1 (ko) | 내플라즈마 부재 및 그 제조 방법 | |
US6197178B1 (en) | Method for forming ceramic coatings by micro-arc oxidation of reactive metals | |
Arata et al. | Ceramic coatings produced by means of a gas tunnel‐type plasma jet | |
JPH0633451B2 (ja) | 被加工物の表面処理方法 | |
US6017591A (en) | Method of making adherently sprayed valve seats | |
KR20010024758A (ko) | 알루미늄 합금 제품상의 경질 보호코팅 제조 방법 | |
JP2008038256A (ja) | 金属および合金にセラミック被膜を形成するプロセスと装置、およびこのプロセスによって生成される被膜 | |
EA012825B1 (ru) | Способ формирования на поверхности металлических изделий защитного керамического покрытия | |
CA2159140C (en) | High speed electrical discharge surface preparation of internal surfaces for thermal coatings | |
RU2149929C1 (ru) | Способ микроплазменной электролитической обработки поверхности электропроводящих материалов | |
Parkansky et al. | Development and application of pulsed-air-arc deposition | |
RU2176682C2 (ru) | Способ упрочнения поверхностей деталей | |
Verbitchi et al. | Electro-spark coating with special materials | |
DE102004054193A1 (de) | Gegen Abrasion und hohe Flächenpressungen beständige Hartstoffbeschichtung auf nachgiebigen Substraten | |
RU2686505C1 (ru) | Способ плазменной обработки металлических изделий | |
RU2562185C1 (ru) | Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в вакууме | |
TWI295327B (ru) | ||
US20160273477A1 (en) | Method for producing a sprayed cylinder running surface of a cylinder crankcase of an internal combustion engine and such a cylinder crankcase | |
RU2709548C1 (ru) | Способ электроэрозионной обработки поверхности молибдена | |
RU2562187C1 (ru) | Способ модификации поверхности изделий из титановых сплавов в тлеющем разряде | |
SU926083A1 (ru) | Способ электролитического нанесени силикатных покрытий | |
SU1812004A1 (en) | Method for machining cutting tool surface |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030518 |