RU2679160C1 - Method of electrospark doping and device for implementation thereof - Google Patents
Method of electrospark doping and device for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679160C1 RU2679160C1 RU2017137129A RU2017137129A RU2679160C1 RU 2679160 C1 RU2679160 C1 RU 2679160C1 RU 2017137129 A RU2017137129 A RU 2017137129A RU 2017137129 A RU2017137129 A RU 2017137129A RU 2679160 C1 RU2679160 C1 RU 2679160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- current pulse
- workpiece
- auxiliary
- output
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 10
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на поверхностях деталей узлов трения и неподвижных соединений.The invention relates to the field of electrophysical methods of processing materials, in particular to spark alloying, and can be used in engineering and repair production to obtain wear-resistant coatings on the surfaces of parts of friction units and fixed joints.
Исследование процесса электроискрового нанесения покрытий на детали показало: «При контактном начале разряда ток из общего количества энергии, накопленной конденсатором … от 10 до 100% выделяется на электрических контактах и в межэлектродном промежутке в виде тепла» (Бурумкулов Ф.Х. и др. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, С. 17). А так же «При коротком замыкании (электрода и детали) выделившегося тепла Джоуля -Ленца не достаточно для эрозии электрода и оно расходуется на нагрев электрода, что и наблюдается на практике » (Ефименко Н.Г., Дощечкина И.В. Электроискровое легирование (ЭИЛ) рабочих поверхностей чугунных изделий. Харьков, Весник ХНТУСК им. Василенка, 2011, Вып. 110, С. 52). То есть значительная часть энергии импульсного технологического тока при замыкании электрода и поверхности детали расходуется на разогрев электрода и детали и не участвует в переносе материала электрода на поверхность детали.The study of the process of electrospark coating on parts showed: “At the contact beginning of the discharge, the current from the total amount of energy accumulated by the capacitor ... from 10 to 100% is released at the electrical contacts and in the interelectrode gap in the form of heat” (Burumkulov F.Kh. et al. Electrospark technologies for restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). Saransk, “Red October”, 2003, p. 17). And also, “In the case of a short circuit (of the electrode and the part), the generated Joule-Lenz heat is not enough for electrode erosion and it is spent on heating the electrode, which is observed in practice" (Efimenko N.G., Doshchechkina I.V. Electrospark alloying ( EIL) of the working surfaces of cast-iron products. Kharkov, Vesnik KhNTUS im. Vasilenko, 2011, Issue 110, P. 52). That is, a significant part of the energy of the pulsed technological current when the electrode and the surface of the part are closed is spent on heating the electrode and the part and does not participate in transferring the electrode material to the surface of the part.
При электроискровом нанесении покрытий на поверхность детали «анализ показывает, что резкий скачок толщины и шероховатости покрытий достигают при … больших токах» (Бурумкулов Ф.Х. и др. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, С. 69).When applying electric spark coatings to the surface of a part, "analysis shows that a sharp jump in the thickness and roughness of coatings is achieved at ... high currents" (Burumkulov F.Kh. et al. Electrospark technologies for restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). Saransk, "Red October", 2003, S. 69).
Известен способ электроискрового нанесения металлических покрытий SU 89933, В23Р 1/18, опубл. 01.01.1950, при котором процесс переноса материала электрода на поверхность детали осуществляют подачей импульса электрического тока на электрод при касании торца электрода поверхности детали.A known method of electric spark deposition of metal coatings SU 89933,
Известно устройство для электроискрового легирования RU 2245767 C1, В23Н 1/02, опубл. 10.02.2005, состоящая из генератора импульсов технологического тока и ручного рабочего органа - электромагнитного вибратора. Импульс технологического тока подается на электрод вибратора по сигналу касания электродом поверхности детали.A device for electrospark alloying RU 2245767 C1,
Недостатком известного способа и устройства является подача импульса тока по сигналу касания электрода поверхности детали, то есть импульс технологического тока подается при замкнутом электроде и поверхности обрабатываемой детали, что приводит к потере энергии импульса технологического тока.A disadvantage of the known method and device is the supply of a current pulse by a signal of touching the electrode of the surface of the part, that is, the pulse of the technological current is supplied when the electrode and the surface of the workpiece are closed, which leads to the loss of energy of the pulse of the technological current.
Известен способ электроискрового легирования RU 2140834 С1, В23Н 9/00, опубл. 10.11.1999, выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что электроду сообщают колебания и фиксируют момент наступления контакта электрода с поверхностью обрабатываемой детали в каждом периоде колебаний. В момент контакта на электроды подают вспомогательный импульс тока. Его длительность соответствует времени контакта электрода с поверхностью детали. С задержкой во времени относительно момента наступления контакта электрода с поверхностью детали на электрод подают импульс технологического тока.A known method of electrospark alloying RU 2140834 C1,
Известно устройство для электроискрового легирования RU 2140834 C1, В23Н 9/00, опубл. 10.11.1999, обеспечивающее выполнение известного способа и выбранного в качестве прототипа, содержащее ручной рабочий орган (электромагнитный вибратор), генератор импульсов вспомогательного и технологического тока, положительные выходы которых соединены с электродом, отрицательные выходы генераторов соединены с обрабатываемой деталью, а входы управления генераторов соединены с выходом датчика касания, включенного между электродом и обрабатываемой деталью, причем в соединение выхода датчика касания и входом генератора импульсов технологического тока включен блок задержки.A device for electrospark alloying RU 2140834 C1,
Недостатком способа и устройства является потеря энергии импульса технологического тока, расходуемая на нагрев электрода и обрабатываемой детали, во время контакта электрода с поверхностью обрабатываемой детали. В устройстве в качестве ручного рабочего органа применяется электромагнитный вибратор, имеющий значительную мае-су, относительно узкий диапазон частот, требующий для изготовления цветные металлы и специальную сталь для магнитопровода катушки.The disadvantage of this method and device is the loss of pulse energy of the technological current spent on heating the electrode and the workpiece, during contact of the electrode with the surface of the workpiece. The device employs an electromagnetic vibrator as a manual tool, which has a significant May-su, a relatively narrow frequency range, which requires non-ferrous metals and special steel for the magnetic circuit of the coil for manufacturing.
Задачей изобретения является снижение потерь энергии технологического тока, увеличивающие толщину наносимого покрытия, и упрощение конструкции ручного рабочего органа.The objective of the invention is to reduce the energy loss of the technological current, increasing the thickness of the applied coating, and simplifying the design of the manual working body.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе электроискрового нанесения покрытий на поверхность детали, включающий обработку поверхности детали электродом при подаче технологического и вспомогательного импульсов тока, причем вспомогательный импульс тока подают на межэлектродный промежуток, образованный торцом электрода и поверхностью обрабатываемой детали, в момент касания электрода с поверхностью обрабатываемой детали, при этом, осуществляют отвод торца электрода от поверхности обрабатываемой детали на расстояние до 15 мкм путем подачи вспомогательного импульса тока энергией 0,05-1,5 Дж и длительностью 5-100 мкс, а технологический импульс тока подают в момент окончания вспомогательного импульса тока.The problem is solved due to the fact that in the method of electrospark coating on the surface of the part, including processing the surface of the part with an electrode when applying technological and auxiliary current pulses, the auxiliary current pulse is supplied to the interelectrode gap formed by the electrode end and the surface of the workpiece at the moment of touching the electrode with the surface of the workpiece, while removing the end of the electrode from the surface of the workpiece to a distance up to 15 microns by applying an auxiliary current pulse with an energy of 0.05-1.5 J and a duration of 5-100 μs, and a technological current pulse is supplied at the time of the end of the auxiliary current pulse.
Устройство для электроискрового нанесения покрытий на поверхность детали, содержащее ручной рабочий орган с электрододержателем, генератор импульсов вспомогательного и технологического тока, положительные выходы которых соединены с электродом, закрепленным в электрододержателе, отрицательные выходы генераторов соединены с обрабатываемой деталью, а к электроду и обрабатываемой детали подключен датчик касания. Устройство так же снабжено дополнительным генератором импульсов технологического тока, положительный выход которого соединен с электродом, а отрицательный с обрабатываемой деталью, выход датчика касания соединен с входом одновибратора, запускающегося по переднему фронту сигнала датчика касания, выход одновибратора соединен с входом управления генератора импульсов вспомогательного тока, а в положительную цепь генератора импульсов вспомогательного тока включен датчик тока, выход которого соединен с входом компаратора, выход которого соединен с входом одновибратора, запускающегося по заднему фронту сигнала компаратора, а выход данного одновибратора соединен с входом управления триггерного блока, выходы которого соединены с входами управления генераторов импульсов технологического тока, при этом ручной рабочий орган содержит электрододержатель из токопроводящего материала в виде стержня и ручку из диэлектрического материала, которые соединены шарнирно через горизонтальную ось с возможностью перемещения электрододержателя относительно ручки в вертикальной плоскости.A device for electrospark coating of a part’s surface, containing a manual working element with an electrode holder, an auxiliary and technological current pulse generator, the positive outputs of which are connected to the electrode fixed in the electrode holder, the negative outputs of the generators are connected to the workpiece, and the sensor is connected to the electrode and the workpiece touch. The device is also equipped with an additional generator of technological current pulses, the positive output of which is connected to the electrode, and the negative with the workpiece, the output of the touch sensor is connected to the input of a single vibrator, which starts on the leading edge of the touch sensor signal, the output of a single vibrator is connected to the control input of the auxiliary current pulse generator, and a current sensor is included in the positive circuit of the auxiliary current pulse generator, the output of which is connected to the input of the comparator, the output of which о is connected to the input of a one-shot, starting on the trailing edge of the comparator signal, and the output of this one-shot is connected to the control input of a trigger unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the process current pulse generators, while the manual working element contains an electrode holder of conductive material in the form of a rod and a handle of dielectric material, which are pivotally connected through a horizontal axis with the possibility of moving the electrode holder relative to the handle in a vertical plate sharpness.
Изобретение поясняются чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства электроискрового нанесения покрытий, на фиг. 2 - конструкция ручного рабочего органа.In FIG. 1 is a block diagram of an electrospark coating device; FIG. 2 - design of a manual working body.
Устройство для электроискрового нанесения покрытий на поверхность детали, фиг. 1, содержит ручной рабочий орган (на фиг. 1 не показан), генератора 1 импульсов вспомогательного тока, генератора 2 и 3 импульсов технологического тока, положительные выходы генераторов 1, 2 и 3 соединены с электродом 4, отрицательные выходы - с обрабатываемой деталью 5. Торец электрода 4 и поверхность обрабатываемой детали 5 образуют межэлектродный промежуток 6. К промежутку 6 подключен датчик 7 касания. Выход датчика 7 касания соединен с входом одновибратора 8, запускающегося по переднему фронту поступающего сигнала датчика 7. Выход одновибратора 8 соединен с входом управления генератора 1 импульсов вспомогательного тока. В положительную цепь генератора 1 включен датчик 9 тока, выход которого соединен с входом компаратора 10. Выход компаратора 10 соединен с входом одновибратора 11, запускающегося заднем фронтом поступающего сигнала компаратора 10. Выход одновибратора 11 соединен с входом триггерного блока 12, выходы которого подключены к входам управления генераторов 2 и 3 импульсов технологического тока.Device for electrospark coating the surface of the part, FIG. 1, contains a manual working body (not shown in FIG. 1),
Ручной рабочий орган, фиг. 2, содержит электрододержатель 13 из токопроводящего материала в виде стержня, в который закрепляется электрод 4. Электрододержатель 13 соединен шарнирно через горизонтальную ось 14 с ручкой 15, служащей для удерживания электрододержателя 13 оператором и выполненной из диэлектрического материала. Причем, электрододержатель 13 может свободно перемещаться относительно ручки 15 в вертикальной плоскости.Manual working body, FIG. 2, comprises an
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Перед осуществлением процесса нанесения покрытия на поверхность детали производят настройку величины межэлектродного промежутка 6, для чего при помощи рабочего органа оператор устанавливает торец электрода 4 на поверхность обрабатываемой детали 5 и приподнимает ручку 15 рабочего органа вверх, при этом, давление торца электрода 4 на поверхность детали 5 определяется весом электрододержателя 13 с электродом 4. Включают генератор 1 (генераторы 2 и 3 выключены) и при помощи измерительной головки или виброметра устанавливают величину межэлектродного промежутка 6 до 15 мкм изменением величины энергии и длительности вспомогательного импульса тока генератора 1.Before carrying out the coating process on the surface of the part, the magnitude of the
Для проведения электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали включают генераторы 2 и 3. При касании электродом 4 поверхности детали 5 датчик 7 касания вырабатывает сигнал, по переднему фронту которого активизируется одновибратор 8 и, выработанным импульсом одновибратора 8, запускается генератор 1, то есть подача импульса вспомогательного тока происходит в начальный момент касания электрода 4 поверхности детали 5. Генератор 1 вырабатывает импульс тока, который подается на межэлектродный промежуток 6, и при этом создаются газодинамические силы, отбрасывающие электрод 4 от поверхности детали 5. Датчик 9 тока фиксирует прохождение импульса тока по положительной цепи генератора 1 и вырабатывает сигнал поступающий на вход компаратора 10. Компаратор 10 вырабатывает прямоугольный сигнал, который, поступая на вход одновибратора 11, и запускает его задним фронтом сигнала. Сформированный одновибратором 11 сигнал включает запуск триггерного блока 12, который в свою очередь включает генератор 2, таким образом импульс технологического тока подается в момент окончания прохождения импульса вспомогательного тока. Импульс технологического тока генератора 2, проходя через межэлектродный промежуток 6, переносит материал электрода 4 на поверхность обрабатываемой детали 5. По окончании импульса технологического тока электрод 4, за счет веса электрододержателя 13 и электрода 4, возвращается на поверхность детали 5. В это время генератор 3 подготавливается к разряду импульса технологического тока (происходит заряд накопительного конденсатора). После следующего касания электрода 4 с поверхностью детали 5 включается генератор 1, а затем триггерный блок 12 включает генератор 3, который подает импульс технологического тока на межэлектродный промежуток 6 и цикл обработки повторяется. Для подготовки генераторов 2 и 3 к выработке импульсов технологического тока их работа чередуется.To conduct an electrospark coating on the surface of the part, the
Сущность предложенного способа заключается в том, что покрытие наносят на поверхность детали путем ее обработки электродом при подаче на электрод вспомогательного и технологического импульсов тока. При этом: Во-первых. При прохождении импульса тока через межэлектродный промежуток возникают газодинамические силы, отбрасывающие электрод от поверхности детали. «В этот короткий промежуток времени (зазор наполненный плазмой) начинает действовать поверхностный источник тепла, возбуждающий ударные волны, которые создают давление на поверхностях в пределах (2…7)×106 Н/мм2. Под действием газодинамических сил, возникающих от взрывного оплавления мостиков связи, электрод отходит от поверхности детали» (Бурумкулов Ф.Х. и др. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, С. 19). Отход электрода от поверхности детали наблюдается даже при прижатии электрода к поверхности детали пружиной вибратора (Фурсов С.П. и др. Источники питания для электроискрового легирования. Кишинев, « Штиинца», 1983, С. 64-65). При этом отход электрода от поверхности детали из-за инерционности механической системы (электрод и электрододержатель), при прохождении вспомогательного импульса тока, начинается с запаздыванием и торец электрода отходит на максимальное расстояние от поверхности детали после окончания прохождения вспомогательного импульса тока (см. Сафронов И.И. и др. Электроэрозионные процессы на электродах и микроструктурно-фазовый состав легированного слоя. - Chisinau - Tehnica info - 2009 - С. 193 - Рис. 6.5).The essence of the proposed method lies in the fact that the coating is applied to the surface of the part by treating it with an electrode when auxiliary and technological current pulses are applied to the electrode. At the same time: Firstly. When a current pulse passes through the interelectrode gap, gas-dynamic forces arise, which discard the electrode from the surface of the part. “In this short period of time (a gap filled with plasma), a surface heat source begins to act, exciting shock waves, which create pressure on surfaces within (2 ... 7) × 10 6 N / mm 2 . Under the influence of gas-dynamic forces arising from the explosive melting of communication bridges, the electrode moves away from the surface of the part "(Burumkulov F.Kh. et al. Electrospark technologies for restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). Saransk," Red October ", 2003 , P. 19). The electrode moves away from the surface of the part even when the electrode is pressed against the surface of the part by a vibrator spring (Fursov S.P. et al. Power Supplies for Spark Alloying. Chisinau, "Shtiintsa, 1983, pp. 64-65). In this case, the electrode moves away from the surface of the part due to the inertia of the mechanical system (electrode and electrode holder), when the auxiliary current pulse passes, it starts with a delay and the electrode end moves to the maximum distance from the surface of the part after the completion of the auxiliary current pulse (see I. Safronov I. et al. Electroerosion processes on electrodes and microstructural-phase composition of the alloyed layer. - Chisinau - Tehnica info - 2009 - P. 193 - Fig. 6.5).
Во вторых. «Все процессы, обуславливающие электроискровую обработку, протекают в газовом межэлектродном промежутке толщиной от 1 до 15 мкм» (Бурумкулов Ф.Х. и др. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, С. 16). Это подтверждается при исследовании зависимости количества пробоев от величины межэлектродного зазора (см. Сафронов И.И. и др. Электроэрозионные процессы на электродах и микроструктурно-фазовый состав легированного слоя. - Chisinau - Tehnica info - 2009 - С. 10 - Табл. 1.2).Secondly. “All processes that cause electric spark treatment occur in a gas interelectrode gap with a thickness of 1 to 15 microns” (Burumkulov F.Kh. et al. Electrospark technologies for restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). Saransk, “Red October” , 2003, S. 16). This is confirmed by studying the dependence of the number of breakdowns on the magnitude of the interelectrode gap (see Safronov I.I. et al. Electroerosion processes on electrodes and microstructural-phase composition of the doped layer. - Chisinau - Tehnica info - 2009 - P. 10 - Table 1.2) .
В третьих. «Установлено, что более стабильным является процесс, когда искровой разряд возникает при отрыве электрода от изделия» (Ефименко Н.Г., Дощечкина И.В. Электроискровое легирование (ЭИЛ) рабочих поверхностей чугунных изделий. Харьков, Вестник ХНТУСК им. Василенка, 2011, Вып. 110, С. 53).Thirdly. “It has been established that the process is more stable when a spark discharge occurs when the electrode is torn off the product” (Efimenko NG, Doshchechkina IV Electric Spark Alloying (ESA) of the working surfaces of cast iron products. Kharkov, Bulletin of the Khanty-Mansiysk Technical University named after Vasilenko, 2011 Issue 110, p. 53).
По предлагаемому изобретению предлагается:According to the invention, it is proposed:
- в начальный момент контакта электрода с поверхностью детали на электрод подавать короткий вспомогательный импульс тока с энергией 0,05-1,5 Дж и длительностью 5-100 мкс, обеспечивающий отход торца электрода от поверхности детали на расстояние до 15 мкм;- at the initial moment of contact of the electrode with the surface of the part, a short auxiliary current pulse with an energy of 0.05-1.5 J and a duration of 5-100 μs is provided to the electrode, providing a distance of the electrode end from the surface of the part to a distance of 15 μm;
- в момент окончания вспомогательного импульса тока на электрод подавать технологический ток, при этом происходит пробой межэлектродного промежутка, обусловленного пробойным расстоянием до 15 мкм, и технологический ток производит перенос материала электрода на поверхность детали. Технологический ток создает свои газодинамические силы, которые поддерживают межэлектродный промежуток. По окончании импульса технологического тока электрод возвращается на поверхность детали.- at the moment of the end of the auxiliary current pulse, the technological current is supplied to the electrode, while the breakdown of the interelectrode gap occurs due to the breakdown distance of up to 15 μm, and the technological current transfers the electrode material to the surface of the part. The technological current creates its gas-dynamic forces that support the interelectrode gap. At the end of the process current pulse, the electrode returns to the surface of the part.
Предлагаемое изобретение позволяет оптимизировать процесс нанесения покрытия на поверхность детали, а именно, исключить короткое замыкание электрода с поверхностью детали при прохождении импульса технологического тока и за счет этого уменьшить потери энергии технологического тока, что обуславливает увеличение толщины наносимого покрытия. При этом происходит самонастройка процесса, при которой частота касания электрода поверхности детали зависит от длительности импульса технологического тока. Начало разряда технологического тока происходит при отходе электрода от поверхности детали после воздействия на него газодинамических сил вызванного вспомогательным импульсом тока, что стабилизирует процесс электроискровой обработки. Способ позволяет отказаться от применения электромагнитного вибратора. Предлагаемая конструкция рабочего органа намного проще электромагнитного вибратора и не требует электропитания.The present invention allows to optimize the coating process on the surface of the part, namely, to eliminate the short circuit of the electrode with the surface of the part during the passage of the technological current pulse and thereby reduce the energy loss of the technological current, which leads to an increase in the thickness of the applied coating. In this case, the process is self-tuning, in which the frequency of contact of the electrode of the surface of the part depends on the duration of the technological current pulse. The beginning of the discharge of the process current occurs when the electrode moves away from the surface of the part after exposure to gas-dynamic forces caused by an auxiliary current pulse, which stabilizes the process of electrospark processing. The method allows to abandon the use of an electromagnetic vibrator. The proposed design of the working body is much simpler than an electromagnetic vibrator and does not require power.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующим примером.The possibility of carrying out the claimed invention is shown by the following example.
Для подтверждения эффективности предлагаемого способа были проведены экспериментальные работы на макете устройства по нанесению покрытий, собранного согласно фиг. 1. На образцы из стали 45 ГОСТ 1050-88 наносилось покрытие электродом из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 3882-74. В качестве генератора вспомогательных импульсов тока применяли генератор установки для электроискрового легирования БИТ - 4 СТО ГОСНИТИ 2.001 - 2014, а в качестве генераторов импульсов технологического тока были применены генераторы установок для электроискрового легирования БИГ-5 СТО ГОСНИТИ 2. 002 - 2014. Генераторы дорабатывались для выработки одиночного импульса тока по сигналу внешнего устройства управления.To confirm the effectiveness of the proposed method, experimental work was carried out on the layout of the coating device assembled according to FIG. 1. The samples of steel 45 GOST 1050-88 were coated with an electrode of hard alloy T15K6 GOST 3882-74. The generator of the BIT-4 STO GOSNITI 2.001–2014 electric spark alloying unit generator was used as a generator of auxiliary current pulses, and the BIG-5 STO GOSNITI 2.002–2010 electric spark alloying unit generators were used as a generator of auxiliary current pulses. The generators were further developed to generate a single current pulse by the signal of an external control device.
Датчик касания был создан на базе операционного усилителя, по схеме приведенной в SU №618235, В23Р 1/04 опубл. 05.08.1978 бюл. №29, вырабатывающий постоянный сигнал при контакте электрода с поверхностью детали. В макете устройства применялся датчик измерения тока на эффекте Холла ДТХ-200 46ПИГН.411521.002ТУ. Компаратор был изготовлен на базе операционного усилителя. Одновибраторы были собраны по типовой схеме на таймере NE555. Триггерный блок собран на базе RS триггера.The touch sensor was created on the basis of an operational amplifier, according to the scheme given in SU No. 618235,
Ручной рабочий орган легирования был изготовлен согласно Фиг. 2, причем электрододержатель был изготовлен из латунного сплава, а ручка из полимерного материала.A manual alloying member was made according to FIG. 2, and the electrode holder was made of a brass alloy, and the handle of a polymeric material.
Перед осуществлением процесса нанесения покрытия производилась настройка величины межэлектродного промежутка. Включали генератор вспомогательных импульсов тока и изменяя режимы генератора устанавливали величину межэлектродного промежутка равным 10 мкм, контролируя величину межэлектродного промежутка головкой измерительной 1ИГ (цена деления 0,001 мм, диапазон измерения +/-0,05 мм) ГОСТ 18833 - 73. Величина 10 мкм была достигнута на 8 условном электрическом режиме генератора БИТ- 4 (амплитудный ток импульса 125 А, длительность импульса 40 мкс, энергия импульса 0,09 Дж). Вес электрододержателя с электродом составлял 130 г. Включался макет устройства для электроискрового нанесения покрытий и производилось нанесение покрытия на поверхность образцов на 40 условном электрическом режиме генератора установки БИГ-5 (амплитудный ток 200 А, длительность импульса 250 мкс, энергия импульса 0,9 Дж).Before the implementation of the coating process, the value of the interelectrode gap was adjusted. The auxiliary current pulse generator was turned on, and by changing the generator modes, the interelectrode gap was set to 10 μm, controlling the interelectrode gap by the 1IG measuring head (division price 0.001 mm, measurement range +/- 0.05 mm) GOST 18833 - 73. The value of 10 μm was reached on 8 conditional electric mode of the BIT-4 generator (amplitude pulse current 125 A, pulse duration 40 μs, pulse energy 0.09 J). The weight of the electrode holder with the electrode was 130 g. The model of the device for electrospark coating was turned on and the coating was applied to the surface of the samples using 40 conditional electric modes of the BIG-5 generator (amplitude current 200 A, pulse duration 250 μs, pulse energy 0.9 J) .
Замеры, проведенные при обработке, показали увеличение частоты обработки до 790 Гц, что более чем на 30% больше чем у базовой установки БИГ-5 и за счет этого увеличилась производительность процесса нанесения покрытия, при этом потери технологического тока уменьшились, за счет чего прирост массопереноса увеличился на 0,15 г/см2, а толщина покрытия увеличилась на 0,35 мм.Measurements made during processing showed an increase in the frequency of processing to 790 Hz, which is more than 30% more than the base unit BIG-5 and due to this increased productivity of the coating process, while the loss of technological current decreased, due to which the increase in mass transfer increased by 0.15 g / cm 2 and the coating thickness increased by 0.35 mm
Предлагаемый способ и устройство, реализующее способ, позволяет:The proposed method and device that implements the method allows you to:
- сократить потери энергии импульса технологического тока;- reduce the energy loss of the pulse of the technological current;
- увеличить частоту обработки;- increase the frequency of processing;
- увеличить толщину покрытия;- increase the thickness of the coating;
- упростить конструкцию ручного рабочего органа.- simplify the design of the manual tool.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137129A RU2679160C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method of electrospark doping and device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137129A RU2679160C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method of electrospark doping and device for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679160C1 true RU2679160C1 (en) | 2019-02-06 |
Family
ID=65273703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137129A RU2679160C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method of electrospark doping and device for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679160C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740936C1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Electric spark coating application method and device for implementation thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU656793A1 (en) * | 1975-11-03 | 1979-04-15 | Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср | Method of spark-discharge alloying |
| SU1121116A1 (en) * | 1983-05-06 | 1984-10-30 | Московский Институт Радиотехники,Электроники И Автоматики | Method of electric discharge alloying |
| RU2140834C1 (en) * | 1999-01-19 | 1999-11-10 | Бушма Павел Александрович | Method for electric-spark alloying and apparatus for performing the same |
| DE10217781A1 (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-30 | Arkadie Ghitlevici | Process for the local electro-spark coating of metals and alloys for surface treatment comprises forming first impulse category up to contact of the electrode tool and detail and second impulse category during contact of the above |
| RU2245767C1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-02-10 | Хабаровский государственный технический университет | Apparatus for electric spark alloying |
-
2017
- 2017-10-23 RU RU2017137129A patent/RU2679160C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU656793A1 (en) * | 1975-11-03 | 1979-04-15 | Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср | Method of spark-discharge alloying |
| SU1121116A1 (en) * | 1983-05-06 | 1984-10-30 | Московский Институт Радиотехники,Электроники И Автоматики | Method of electric discharge alloying |
| RU2140834C1 (en) * | 1999-01-19 | 1999-11-10 | Бушма Павел Александрович | Method for electric-spark alloying and apparatus for performing the same |
| DE10217781A1 (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-30 | Arkadie Ghitlevici | Process for the local electro-spark coating of metals and alloys for surface treatment comprises forming first impulse category up to contact of the electrode tool and detail and second impulse category during contact of the above |
| RU2245767C1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-02-10 | Хабаровский государственный технический университет | Apparatus for electric spark alloying |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740936C1 (en) * | 2020-05-25 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Electric spark coating application method and device for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nallusamy | Analysis of MRR and TWR on OHNS die steel with different electrodes using electrical discharge machining | |
| US10610950B2 (en) | Magnetic-aided electrospark deposition | |
| RU2679160C1 (en) | Method of electrospark doping and device for implementation thereof | |
| RU2465992C2 (en) | Method of pulsed electromachining | |
| Korkmaz et al. | Effect of pulse shape and energy on the surface roughness and mass transfer in the electrospark coating process | |
| Banker et al. | Review to performance improvement of die sinking EDM using powder mixed dielectric fluid | |
| US2969482A (en) | Machining systems making use of intermittent electrical discharges | |
| RU2108212C1 (en) | Method of electric-spark application of metal platings | |
| CA2597019C (en) | Method and apparatus for the acceleration of an electromagnetic rapper | |
| US8143550B2 (en) | Device for controlling the on and off time of the metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), a device spark coating the surfaces of metal workpiece incorporating the said control device and a method of coating metal surfaces using the said device | |
| JPWO2003061890A1 (en) | Electric discharge machining method and apparatus | |
| RU2708196C1 (en) | Electric-spark coating application method | |
| RU2740936C1 (en) | Electric spark coating application method and device for implementation thereof | |
| Chak | Electro chemical discharge machining: process capabilities | |
| RU74331U1 (en) | INSTALLATION FOR ELECTROMAGNETIC SURFACE | |
| RU2588945C1 (en) | Device for electric spark processing surfaces | |
| RU2595085C1 (en) | Device for electric spark processing surfaces | |
| EP0527626A2 (en) | A micro-welding method, apparatus and an electrode | |
| Zhao et al. | Limiting current density in electrochemical micromachining | |
| RU2616694C2 (en) | Method of electrospark coating and device for its implementation | |
| RU2715928C1 (en) | Method for electric spark hardening of article surface made of current-conducting material | |
| RU2130368C1 (en) | Method and apparatus for electric spark alloying | |
| RU2164844C1 (en) | Method and apparatus for electric spark alloying | |
| Achebe | Simulation of Electrical Discharge Machine (EDM) Process Pulse Generator Profile | |
| CN110270724A (en) | Pulsed discharge power generation methods in fine spark discharge processing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191024 |