RU2279337C2 - Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей - Google Patents
Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279337C2 RU2279337C2 RU2004119454/02A RU2004119454A RU2279337C2 RU 2279337 C2 RU2279337 C2 RU 2279337C2 RU 2004119454/02 A RU2004119454/02 A RU 2004119454/02A RU 2004119454 A RU2004119454 A RU 2004119454A RU 2279337 C2 RU2279337 C2 RU 2279337C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- electric spark
- coating
- electrode
- alloying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке материалов, в частности к способам электроискрового упрочнения поверхностей деталей из токопроводящих материалов. В предложенном способе, включающем образование покрытий с чередованием слоев, получаемых электроискровым и неэлектроискровым способами, согласно изобретению первый слой наносят способом электроискрового легирования, при этом коэффициенты теплопроводности материалов детали и первого слоя удовлетворяют условию: λпокр≥λдет, где λпокр и λдет - соответственно коэффициенты теплопроводности материалов образуемого электроискрового легированного слоя покрытия и материала основы, а второй слой наносят электродом, материал которого с предыдущим легированным слоем покрытия образует неограниченные твердые растворы заданного состава, после чего поверхность упрочняют методом электроискрового легирования электродом с образованием дополнительного покрытия. Обеспечивается повышение производительности, качества упрочненных поверхностей деталей.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки материалов, в частности к способам электроискрового упрочнения поверхностей деталей из токопроводящих материалов.
Известен способ упрочнения поверхностей деталей нанесением на основу под действием электрического разряда материала анода, повышающим эксплуатационные свойства рабочих поверхностей. (См. книгу А.Д.Верхотурова и др. "Электродные материал для электроискрового легирования". М.: Наука. 1998. - 224 с.) Обладая значительным количеством преимуществ но сравнению с другими способами упрочнения, способ электроискрового легирования (ЭИЛ) имеет существенные недостатки. к которым относятся: небольшая толщина образуемых покрытий (0,05-0,08 мм), пористость, низкая производительность (до 4 см2/мин). Это уменьшает технологические возможности процесса, ограничивая его применение при ремонтных и восстановительных работах.
Возможности преодоления указанных недостатков может быть реализована в применении технологий наплавки и напыления (См. книгу Хасуи А., Моригаки О. "Наплавка и напыление" / Пер. с яп. Х12 B.Н.Попова: под. ред. B.C.Степина, Н.Г.Шестеркина. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.), в том числе в сочетании с другими способами поверхностной обработки. Однако при этом отмечаются следующие недостатки: ухудшение свойств наплавленного слоя из-за перехода в него элементов основного металла, деформация изделия, вызываемая высокой погонной энергией наплавки; ограниченный выбор сочетаний основного и наплавленного металла, при использовании напыления - недостаточная адгезионная прочность между основным материалом и материалом покрытия.
Наиболее ближним техническим решением является "Способ электроискрового упрочнения поверхностей металлических изделий" по авт. свид. №96861, заявл. 29.01.1949 г. №407/390942. опубл. БИ №1, 1954 г. в котором с целью обеспечения возможности увеличения толщины упрочняющего покрытия после электроискрового нанесения каждого очередного слоя наносят любым неэлектроискровым способом промежуточный слой из материала изделия. При этом в качестве способов нанесения промежуточных слоев могут быть применены: металлизация, наплавка, способы погружения в ванну с расплавленным металлом и др.
В качестве недостатков предлагаемого технического решения можно указать: необоснованный выбор используемых материалов как для выполнения ЭИЛ, так и для наплавки; отсутствие ограничения по параметрам режимов технологических процессов. Так, "нанесение любым неэлектроискровым способом промежуточного слоя из материала изделия" (по авт. свид. №96861) не позволяет упрочнять способом ЭИЛ поверхности металлических изделий, так как образуемый слой, соответствующий характеристикам материала основы, при окислении имеет худшие показатели. Если же в качестве материала электрода для ЭИЛ взять титан или его сплавы, то последующее нанесение слоя наплавкой или напылением приводит к тому, что наносимый слой отделяется от основы, так как на границе основного металла и ранее нанесенного ЭИЛ слоя образуется хрупкая прослойка интерметаллических соединений (книга Хасуи А., Моригаки О. "Наплавка и напыление" / Пер. с яп. X12 В.Н.Попова; под. ред. B.C.Степина, Н.Г.Шестеркина. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.), а также выполненные опыты заявителей. Вторым недостатком использования способа ЭИЛ для образования слоя покрытия является разрушение покрытия, имеющее место для всех электродных материалов в связи с неаддитивной закономерностью образования покрытия на катоде - детали при достижении порога хрупкого разрушения, который зависит от энергетических параметров технологии процесса ЭИЛ (смотри книгу Верхотуров А.Д., Подчерняева И.А., Прядко Л.Ф., Егоров Ф.Ф. "Электродные материалы для электроискрового легирования." М.: Наука, 1988. 224 с.) Определяя это явление, можно отметить, что вместо упрочнения поверхностного слоя способом ЭИЛ в сочетании с наплавкой мы получаем его разупрочнение.
Технической задачей изобретения является увеличение толщины образуемого покрытия, повышение производительности, качества упрочнения поверхностей деталей из сталей при использовании способа электроискрового упрочнения в совокупности с процессом наплавки. Указанная техническая задача достигается тем, что электроискровое упрочнение поверхностей стальных деталей путем образования многослойных покрытий с чередованием слоев, получаемых электроискровым и неэлектроискровым способами, отличается тем от известного, что первый слой наносится толщиной, равной половине максимально допустимой для материалов детали и электрода способом электроискрового легирования, а второй слой формируют наплавкой электродом, материал которого с предыдущим легированным слоем образует неограниченные твердые растворы заданного состава, при этом коэффициент теплопроводности материалов упрочняемой детали и первого слоя, образуемого электроискровым способом удовлетворяют условию: λпокр≥λдет, где λпокр и λдет соответственно коэффициенты теплопроводности материалов образуемого ЭИЛ покрытия и материала основы.
Для решения поставленной задачи при образовании слоя ЭИЛ на поверхности необходимо учитывать соотношение коэффициентов теплопроводности материала детали (λдет) и материала образуемого покрытия ЭИЛ (λпокр), а также образование неограниченных твердых растворов с материалом электрода наплавки, которое определяется однотипностью сингонии кристаллической решетки и разностью размеров атомных радиусов не более чем 15% для применяемых материалов. Предпочтительным является соотношение λпокр≥λдет при котором энергия теплового потока в процессе образования второго слоя покрытия наплавкой будет передаваться преимущественно в металл детали, образуя в целом покрытие с наименьшим градиентом термоупругих характеристик (остаточных внутренних напряжений) с плавно изменяющимися упругими свойствами. При этом усиливаются процессы легирования за счет диффузии элементов слоя ЭИЛ, обеспечивая повышенную когезионную и адгезионную связь.
В соответствии с предлагаемым способом были восстановлены и упрочнены поверхности из многих деталей из сталей, например поверхности распределительного вала двигателя внутреннего сгорания автомобиля, изготовленного из стали 40Х. Опорная поверхность вала имеет износ диаметрального размера 500-700 мкм и требует восстановления и упрочнения. Слой покрытия должен обеспечить припуск под чистовое и отделочное шлифование. С учетом этого суммарная толщина образуемого покрытия на сторону должна составлять 600-700 мкм при повышенном значении поверхностной твердости и износостойкости. Для этого способом ЭИЛ на поверхность наносят первый слой толщиной 50 мкм хромовым электродом, имеющим атомный радиус ra=1.249 нм (для Fe ra=1.241 нм), тип решетки - ОЦК (у Fe - ОЦК) при наибольшей толщине формируемого слоя (до начала хрупкого разрушения) на поверхности детали 100 мкм. Железо и хром образуют неограниченные твердые растворы.
Второй слой покрытия наносят наплавкой толщиной от 650 мкм и более электродным материалом 11X15H25M6AГ2, также образующим с поверхностью, содержащей хром, неограниченные твердые растворы. Слой хрома, сформированный ЭИЛ, сокращает до минимума деформацию изделия, вызываемую погонной энергией наплавки. Наплавленный слой - равномерный, сплошной, не содержит пор, с минимальной зоной герметического влияния у основного металла. Рабочая поверхность после шлифования имеет микротвердость Нμ=5,0-6,0 ГПа. Восстановленная рабочая поверхность в дальнейшем упрочнялась методом ЭИЛ электродом из твердого сплава Т15К6 образованием дополнительного покрытия толщиной 0,05 мм с микротвердостью Нμ=2,0-13,0 ГПа Сравнительные испытания восстановленного распределительного вала ДВС и нового в реальных производственных условиях при пробеге автомобилей 80000 км показали, что износ рабочих поверхностей восстановленного вала на 27° меньше, чем у нового.
Таким образом, применение предлагаемого способа электроискрового упрочнения деталей из сталей в совокупности с процессом наплавки обеспечивает увеличение толщины образуемого покрытия, производительности, значительно повышает качество поверхностей.
Claims (1)
- Способ обработки поверхностей стальных деталей, включающий образование покрытий с чередованием слоев, получаемых электроискровым и не электроискровым способами, отличающийся тем, что первый слой наносят способом электроискрового легирования, при этом коэффициенты теплопроводности материалов детали и первого слоя удовлетворяют условиюλпокр≥λдет,где λпокр и λдет - соответственно коэффициенты теплопроводности материалов образуемого слоя покрытия и материала основы, а второй слой наносят электродом, материал которого с предыдущим легированным слоем покрытия образует неограниченные твердые растворы заданного состава, после чего поверхность упрочняют методом электроискрового легирования электродом с образованием дополнительного покрытия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119454/02A RU2279337C2 (ru) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119454/02A RU2279337C2 (ru) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004119454A RU2004119454A (ru) | 2006-01-10 |
RU2279337C2 true RU2279337C2 (ru) | 2006-07-10 |
Family
ID=35871725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004119454/02A RU2279337C2 (ru) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279337C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA017066B1 (ru) * | 2010-11-08 | 2012-09-28 | Валерий Игоревич Иванов | Электроискровой способ нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности |
RU2463391C2 (ru) * | 2010-12-20 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Способ нанесения двухслойных покрытий |
RU2567415C2 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка" (ФГБНУ ГОСНИТИ) | Способ электроискрового нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности |
RU2715928C1 (ru) * | 2019-05-29 | 2020-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Способ электроискрового упрочнения поверхности изделия из токопроводящего материала |
-
2004
- 2004-06-25 RU RU2004119454/02A patent/RU2279337C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA017066B1 (ru) * | 2010-11-08 | 2012-09-28 | Валерий Игоревич Иванов | Электроискровой способ нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности |
RU2463391C2 (ru) * | 2010-12-20 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Способ нанесения двухслойных покрытий |
RU2567415C2 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка" (ФГБНУ ГОСНИТИ) | Способ электроискрового нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности |
RU2715928C1 (ru) * | 2019-05-29 | 2020-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Способ электроискрового упрочнения поверхности изделия из токопроводящего материала |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004119454A (ru) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3859970B2 (ja) | 鋼製の部材に耐摩耗性を有する表面を形成する方法およびこのような部材を少なくとも1つ有して成る装置 | |
JP4311803B2 (ja) | 表面被覆成形型およびその製造方法 | |
US10288136B2 (en) | Brake disc coating made from an iron alloy composition and method for the production thereof | |
DE102007027245B4 (de) | Kolbenring | |
KR100947205B1 (ko) | 열 처리 후 매우 높은 강도를 갖는 코팅된 강 부품을제조하는 방법 | |
CN107810290B (zh) | 用于为气缸曲轴箱的气缸工作面涂层的方法、具有被涂层的气缸工作面的气缸曲轴箱以及发动机 | |
KR102071730B1 (ko) | 피스톤 링 | |
CN106574376B (zh) | 滑动元件、特别是活塞环和用于制造滑动元件的方法 | |
EP3022338B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer bremsscheibe sowie bremsscheibe | |
EP2650398A1 (de) | Spritzpulver mit einer superferritischen Eisenbasisverbindung, sowie ein Substrat, insbesondere Bremsscheibe mit einer thermischen Spritzschicht | |
KR20140110174A (ko) | 고속화염용사 코팅법과 플라즈마 이온 질화법를 이용한 금형의 보정 및 재생 방법 및 시스템 | |
CN110792483A (zh) | 内燃发动机的经涂覆的气门座区域 | |
RU2279337C2 (ru) | Способ электроискрового упрочнения поверхностей стальных деталей | |
KR102043522B1 (ko) | 용접 액화 취성에 대한 저항성 및 도금 밀착성이 우수한 알루미늄 합금 도금강판 | |
JP4881049B2 (ja) | 電気メッキ用コンダクターロール | |
EP3572623A1 (en) | Dual alloy turbine blade manufactured by metal spray additive manufacturing | |
DE102010055162A1 (de) | Beschichtung sowie beschichtetes Eingussbauteil | |
JP5501437B2 (ja) | ピストンリングのコーティング方法及びピストンリング | |
JP2016524042A (ja) | コーティングされた構成部材 | |
JP6383002B2 (ja) | ワイヤ状の溶射材料が電気アーク中に融解して基材上に皮膜として析出する基材の被覆方法、及びアーク溶射された皮膜 | |
CN113574208A (zh) | 包括在基板上的铬基涂层的物体 | |
US7401586B2 (en) | Valve seat rings made of basic Co or Co/Mo alloys, and production thereof | |
JP2004314170A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金から成るストリップを鋳造するための鋳造ロール | |
JP5871152B2 (ja) | 溶射材、溶射皮膜及び構造体 | |
JP2005519191A (ja) | ピストンリングの溶射 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060626 |