RU2805093C1 - Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor - Google Patents

Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor Download PDF

Info

Publication number
RU2805093C1
RU2805093C1 RU2023115892A RU2023115892A RU2805093C1 RU 2805093 C1 RU2805093 C1 RU 2805093C1 RU 2023115892 A RU2023115892 A RU 2023115892A RU 2023115892 A RU2023115892 A RU 2023115892A RU 2805093 C1 RU2805093 C1 RU 2805093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hollow part
conductor
coating
explosion
layer
Prior art date
Application number
RU2023115892A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эътибар Юсиф Оглы Балаев
Никита Андреевич Шостак
Михаил Анатольевич Самарин
Дмитрий Алексеевич Клепиков
Владимир Николаевич Елисеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2805093C1 publication Critical patent/RU2805093C1/en

Links

Abstract

FIELD: coatings.
SUBSTANCE: invention relates to a method for producing a coating on the inner surface of a hollow part using an electrical explosion of a conductor. Ultrasonic treatment of the inner surface of the hollow part is carried out with a waveguide tip through an abrasive suspension at a frequency of 25-26 kHz, an oscillation amplitude of 20-60 mcm and a linear speed of movement of the waveguide tip of 0.5⋅10-3-1⋅10-3 m/min, followed by degreasing and etching of the processed inner surface of the hollow part. An electric explosion of the conductor is carried out with the products of the electric explosion of the conductor being applied in the form of a layer of the resulting coating on the inner surface of the hollow part. The said layer is subsequently processed by surface-plastic deformation by running in a deforming element with simultaneous passing through the zone of contact of the deforming element with the treated inner surface of the hollow part of a pulsed electric current with a density of 1⋅105-3⋅105 A/cm2 and duration 1⋅10-5-2⋅10-5 s.
EFFECT: increased adhesive strength between the coating and the inner surface of the hollow part.
1 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытя из металлов и их сплавов на внутренней поверхности полых деталей электрическим взрывом проводника, и может быть использовано для улучшения физико-механических свойств внутренних поверхностей, а также для восстановления изношенных деталей.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to methods for producing coatings of metals and their alloys on the inner surface of hollow parts by electric explosion of a conductor, and can be used to improve the physical and mechanical properties of internal surfaces, as well as to restore worn parts.

Аналогом изобретения является патент SU № 1707085 (публ. 23.01.1992) способ нанесения покрытий взрывом проводника, включающий подачу проводника в межэлектродное пространство, пропускание импульса тока через проводник, взрыв проводника и нанесение продуктов взрыва проводника на подложку, при этом с целью повышения производительности и повышения качества покрытия, проводник выполняют полым.An analogue of the invention is patent SU No. 1707085 (published on January 23, 1992) a method for applying coatings by explosion of a conductor, including supplying a conductor into the interelectrode space, passing a current pulse through the conductor, exploding the conductor and applying the products of the explosion of the conductor to the substrate, with the aim of increasing productivity and to improve the quality of the coating, the conductor is made hollow.

Недостатком данного способа является получение детали с низкими эксплуатационными характеристиками, что обусловлено низкой адгезионной прочностью между покрытием и внутренней поверхностю полой детали.The disadvantage of this method is that it produces a part with low performance characteristics, which is due to the low adhesion strength between the coating and the inner surface of the hollow part.

Прототипом изобретения является патент US № 3639150А (публ. 01.02.1972) электровзрывное напыление металла на подложку, включающий подачу проводника в межэлектродное пространство, пропускание импульса тока через проводник, взрыв проводника и нанесение продуктов взрыва проводника на подложку, при этом оптимальные условия использования энергии ударной волны, генерируемой взрывом расходуемого проводника в окружающей атмосфере или газа, определяются по формулам:The prototype of the invention is US Patent No. 3639150A (published 02/01/1972) electroexplosive deposition of metal onto a substrate, including supplying a conductor into the interelectrode space, passing a current pulse through the conductor, exploding the conductor and applying the products of the explosion of the conductor to the substrate, with optimal conditions for using shock energy waves generated by the explosion of a consumable conductor in the surrounding atmosphere or gas are determined by the formulas:

Sopt=(K1/1000)×CVf2/3;S opt =(K 1 /1000)×CVf 2/3 ;

lopt=K2×V×f(-2/3),l opt =K 2 ×V×f (-2/3) ,

где:Where:

K1 - постоянная материала (±20 процентов);K 1 - material constant (±20 percent);

K2 - является постоянной (±30 процентов);K 2 - is constant (±30 percent);

Sopt - оптимальная площадь поперечного сечения проводника (мм2);S opt - optimal cross-sectional area of the conductor (mm 2 );

C - ёмкость конденсатора (Фарад);C is the capacitance of the capacitor (Farad);

V - напряжение зарядки (Вольт);V - charging voltage (Volts);

f - резонансная частота цепи (c./sec., кол/сек.);f - resonant frequency of the circuit (c./sec., count/sec.);

lopt - оптимальная длина провода (мм.).l opt - optimal wire length (mm.).

Недостатком данного способа является получение детали с низкими эксплуатационными характеристиками, что обусловлено низкой адгезионной прочностью между покрытием и внутренней поверхностю полой детали.The disadvantage of this method is that it produces a part with low performance characteristics, which is due to the low adhesion strength between the coating and the inner surface of the hollow part.

Задачей изобретения является усовершенствование способа получения покрытия на внутренней поверхности полых деталей электрическим взрывом проводника, позволяющее обеспечить повышение физико-механических свойств детали с покрытием.The objective of the invention is to improve the method of obtaining a coating on the inner surface of hollow parts by electric explosion of a conductor, which makes it possible to increase the physical and mechanical properties of the coated part.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности между покрытием и внутренней поверхностью полой детали.The technical result of the invention is to increase the adhesive strength between the coating and the inner surface of the hollow part.

Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на внутренней поверхности полой детали с использованием электрического взрыва проводника, включающий осуществление электрического взрыва проводника с нанесением продуктов электрического взрыва проводника в виде слоя получаемого покрытия на внутреннюю поверхность полой детали, при этом перед нанесением слоя получаемого покрытия проводят ультразвуковую обработку внутренней поверхности полой детали наконечником волновода через абразивную суспензию, содержащую абразивные частицы по твердости не менее чем на 1 единицу выше по шкале Мооса, чем твердость материала поверхности обрабатываемой внутренней поверхности полой детали, при частоте колебаний 25-26 кГц, амплитуде 20-60 мкм и линейной скорости перемещения наконечника волновода 0,5·10-3-1·10-3 м/мин, с последующими обезжириванием и травлением внутренней поверхности обрабатываемой полой детали, а после нанесения слоя получаемого покрытия посредством упомянутого электрического взрыва проводника проводят последующую обработку упомянутого слоя поверхностно-пластическим деформированием путём обкатки деформирующим элементом при усилии прижима деформирующего элемента 600-800 Н и скорости перемещения деформирующего элемента 0,5·10-3-1·10-3 м/мин, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой внутренней поверхностью полой детали импульсного электрического тока плотностью 1·105-3·105 А/см2 и длительностью 1·10-5-2·10-5 с.The technical result is achieved by the fact that the method of obtaining a coating on the inner surface of a hollow part using an electric explosion of a conductor, including carrying out an electric explosion of a conductor with the application of products of an electric explosion of a conductor in the form of a layer of the resulting coating on the inner surface of the hollow part, while before applying the layer of the resulting coating, ultrasonic treatment of the inner surface of a hollow part with a waveguide tip through an abrasive suspension containing abrasive particles with a hardness of at least 1 unit higher on the Mohs scale than the hardness of the surface material of the processed inner surface of the hollow part, at an oscillation frequency of 25-26 kHz, amplitude of 20-60 μm and linear speed of movement of the waveguide tip 0.5·10 -3 -1·10 -3 m/min, followed by degreasing and etching the inner surface of the processed hollow part, and after applying the resulting coating layer by means of the said electrical explosion of the conductor, subsequent processing of the said layer by surface-plastic deformation by rolling in a deforming element at a clamping force of the deforming element of 600-800 N and a movement speed of the deforming element of 0.5·10 -3 -1·10 -3 m/min, while surface-plastic deformation is carried out with simultaneous transmission through the contact zone of the deforming element with the processed inner surface of the hollow part of a pulsed electric current with a density of 1·10 5 -3·10 5 A/cm 2 and a duration of 1·10 -5 -2·10 -5 s.

Одним из важных критериев получаемых на поверхности изделий покрытий являются адгезия и когезия, значение которых отражается на физико-механических характеристиках получаемого изделия с покрытием. Аналогично дело обстоит и для формирования слоистого типа композитного покрытия. В таком случае помимо адгезии между покрытием и внутренней поверхностью полой детали на физико-механические характеристики влияет и межслойная адгезия.One of the important criteria for coatings obtained on the surface of products is adhesion and cohesion, the value of which is reflected in the physical and mechanical characteristics of the resulting coated product. The situation is similar for the formation of a layered type of composite coating. In this case, in addition to adhesion between the coating and the inner surface of the hollow part, interlayer adhesion also affects the physical and mechanical characteristics.

Сложность нанесения покрытий на внутреннюю поверхность полой детали малого размера ограничивает применение большинства существующих методов нанесения покрытий. В этих условиях наиболее оптимальным является метод нанесения покрытий посредством электрического взрыва проводника. Однако в большинстве случаев получаемая адгезия не удовлетворяет требованиям современных условий эксплуатации, что ограничивает возможную область применения данного способа для формирования на внутренней поверхности полой детали покрытий.The difficulty of coating the inner surface of a small hollow part limits the application of most existing coating methods. Under these conditions, the most optimal method of coating is by electrical explosion of a conductor. However, in most cases, the resulting adhesion does not meet the requirements of modern operating conditions, which limits the possible scope of application of this method for the formation of coatings on the inner surface of a hollow part.

При этом адгезия состоит из химической адгезии, обеспечиваемой взаимодействием частиц материалов покрытия и внутренней поверхностью полой детали путем взаимного проникновения, формирования общей кристаллической решетки и образования химических связей, и механической, обеспечиваемой за счет сцепления напыляемых частиц с рельефной поверхности деталей, получаемых на поверхности детали после различных видов обработки. Таким образом, проводимый комплекс технологических операций по обработке внутренней поверхности полой детали перед и после напыления, позволяет в комплексе повысить как химическую, так и механическую составляющие адгезии.In this case, adhesion consists of chemical adhesion, ensured by the interaction of particles of coating materials and the inner surface of the hollow part through mutual penetration, the formation of a common crystal lattice and the formation of chemical bonds, and mechanical adhesion, ensured by the adhesion of sprayed particles with the relief surface of parts obtained on the surface of the part after various types of processing. Thus, the complex of technological operations carried out to treat the inner surface of a hollow part before and after spraying makes it possible to collectively increase both the chemical and mechanical components of adhesion.

Из-за особенностей отверстий малого диаметра большинство существующих методов обработки внутренней поверхности перед напылением не позволяют проводить данный вид обработки, а те, которые позволяют – не обеспечивают требуемую шероховатость и тип рельефа внутренней поверхности полой детали перед напылением. Так, формирование рельефа с использованием технологии ультразвуковой обработки поверхности полой детали наконечником волновода через абразивную суспензию, содержащую абразивные частицы по твердости не менее чем на 1 единицу выше по шкале Мооса, чем твердость материала поверхности обрабатываемой полой детали, при частоте колебаний 25-26 кГц, амплитуде 20-60 мкм, линейной скорости перемещения наконечника волновода 0,5·10-3-1·10-3 м/мин. позволяет обеспечить шероховатость и рельеф поверхности, обеспечивающие увеличение механической составляющей адгезии, так как получаемая поверхность имеет большую контактную реакционную площадь и аналогична поверхности после дробеструйной обработки. Такой вид обработки также способствует повышению химической составляющей, так как происходит интенсивная поверхностная деформация, в ходе которой происходит наклеп поверхности, в результате чего повышается плотность дислокаций и вакантных мест поверхностного слоя, которые могут быть заняты атомами напыляемого покрытия в результате диффузии в тело детали. Также в результате интенсивной деформации при ультразвуковой обработке происходит механоактивация поверхности, в результате которой повышается реакционная способность поверхностного слоя, а также в результате сообщения энергии атомы переходят в возбужденное состояние, что в совокупности обеспечивает возможную диффузию атомов поверхностного слоя материала в покрытие, а также повышение интенсивности образования химической связи. Таким образом, предварительная ультразвуковая обработка поверхности полой детали наконечником волновода через абразивную суспензию позволяет повысить адгезию формируемого покрытия с внутренней поверхностью полой детали.Due to the characteristics of small-diameter holes, most existing methods for processing the internal surface before spraying do not allow this type of processing, and those that do do not provide the required roughness and type of relief of the internal surface of a hollow part before spraying. Thus, the formation of a relief using the technology of ultrasonic processing of the surface of a hollow part with a waveguide tip through an abrasive suspension containing abrasive particles with a hardness of at least 1 unit higher on the Mohs scale than the hardness of the surface material of the processed hollow part, at an oscillation frequency of 25-26 kHz, amplitude 20-60 µm, linear speed of movement of the waveguide tip 0.5·10 -3 -1·10 -3 m/min. makes it possible to provide surface roughness and relief, ensuring an increase in the mechanical component of adhesion, since the resulting surface has a large contact reaction area and is similar to the surface after shot blasting. This type of treatment also helps to increase the chemical component, since intense surface deformation occurs, during which hardening of the surface occurs, resulting in an increase in the density of dislocations and vacant sites in the surface layer, which can be occupied by atoms of the sprayed coating as a result of diffusion into the body of the part. Also, as a result of intense deformation during ultrasonic treatment, mechanical activation of the surface occurs, as a result of which the reactivity of the surface layer increases, and also as a result of the transfer of energy, the atoms go into an excited state, which together ensures the possible diffusion of atoms of the surface layer of the material into the coating, as well as an increase in intensity formation of a chemical bond. Thus, preliminary ultrasonic treatment of the surface of a hollow part with a waveguide tip through an abrasive suspension makes it possible to increase the adhesion of the formed coating to the inner surface of the hollow part.

Обезжиривание и травление обеспечивают удаление жиров и оксидной пленки с поверхности, на которой происходит напыление, а также позволяет удалить с поверхности нерастворимые примеси в межзерновом пространстве, обеспечивая полноту и плотность сопряжения напыляемых частиц с зернами внутренней поверхности полой детали при обволакивании, что обеспечивает повышение адгезии, увеличивая площадь реакционной поверхности.Degreasing and etching ensure the removal of fats and oxide film from the surface on which the spraying occurs, and also makes it possible to remove insoluble impurities from the surface in the intergranular space, ensuring the completeness and density of the coupling of the sprayed particles with the grains of the inner surface of the hollow part during enveloping, which ensures increased adhesion, increasing the reaction surface area.

После нанесения слоя формируемого покрытия от взрыва проводника проводят поверхностно-пластическое деформирование, осуществляемое с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока при усилии прижима деформирующим элементом 600-800 Н, плотностью 1·105-3·105А/см2 и длительностью 1·10-5-2·10-5с со скоростью перемещения наконечника волновода 0,5·10-3-1·10-3 м/мин, таким образом поверхностно-пластическая деформация обеспечивает значительное снижение пористости покрытия и повышению когезионной прочности, а также обеспечивает необходимую плотность и площадь сопряжения на границе раздела покрытие-внутренняя поверхностью полой детали в месте деформирования соответствующим элементом при необходимом значении усилия прижима. Таким образом, создают условия для проскакивания разряда импульса тока через данную точку от поверхности покрытия в тело полой детали, так как именно в данной точке имеется меньшее сопротивление для проскакивания разряда импульса тока. В результате пропускания, через деформированную зону разряда импульса тока, проходящего через слои покрытия и от покрытия к внутренней поверхностью полой детали, на границе раздела между покрытием приводит к локальному нагреву по траектории проскакивания разряда импульса тока, как в теле покрытия из-за наличия границы раздела между нанесенными частицами формируемого слоя покрытия, так и на границе раздела покрытие-внутренняя поверхностью полой детали плавления из-за разности электросопротивлений материалов внутренней поверхностью полой детали и покрытия. Так в результате проскакиваемый разряд локально нагревает до температуры близкой к температуре плавлению материалов покрытия и внутренней поверхностью полой детали и резкому охлаждению за счет быстрого отвода тепла в объем тела как покрытия так и подожки. При этом многократно проскакиваемые разряды импульсов тока за короткий промежуток времени приводят к многократному нагреву и охлаждению имитируя термоциклическую обработку и побуждая к интенсификации процесса взаимного диффузионного массопереноса атомов нанесенного слоя покрытия после электрического взрыва проводника и внутренней поверхности полой детали, сопровождающегося занятием вакансий и линейных дефектов, взаимопроникновением атомов вглубь материала. При этом атомы покрытия в результате энергетического воздействия при проскакивании разряда импульсного тока также переходят в возбужденное состояние, что повышает их активность и интенсифицирует процесс взаимной диффузии, что обеспечивает повышение химической составляющей адгезии, а также обеспечивает плотность прилегания покрытия к внутренней поверхности полой детали. Таким образом, последующая обработка поверхностно-пластическим деформированием осуществляющую с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока после нанесения слоя от взрыва проводника позволяет обеспечить значительное повышение адгезии покрытия с материалом внутренней поверхности полой детали.After applying the layer of the coating being formed from the explosion of the conductor, surface-plastic deformation is carried out, carried out with simultaneous passage of a pulsed electric current through the contact zone of the deforming element with the processed surface of the part at a clamping force of the deforming element of 600-800 N, with a density of 1·10 5 -3·10 5 A/cm 2 and a duration of 1·10 -5 -2·10 -5 s with a movement speed of the waveguide tip of 0.5·10 -3 -1·10 -3 m/min, thus surface-plastic deformation provides a significant reduction in porosity coating and increasing cohesive strength, and also provides the necessary density and interface area at the interface between the coating and the inner surface of the hollow part at the point of deformation by the corresponding element at the required value of the clamping force. Thus, conditions are created for the current pulse discharge to jump through this point from the coating surface into the body of the hollow part, since it is at this point that there is less resistance for the current pulse discharge to jump through. As a result of passing, through the deformed discharge zone, a current pulse passing through the coating layers and from the coating to the inner surface of the hollow part, at the interface between the coating leads to local heating along the trajectory of the current pulse discharge, as in the body of the coating due to the presence of an interface between the applied particles of the coating layer being formed, and at the interface between the coating and the inner surface of the hollow part of the melting due to the difference in the electrical resistance of the materials between the inner surface of the hollow part and the coating. So, as a result, the skipped discharge locally heats up to a temperature close to the melting temperature of the coating materials and the inner surface of the hollow part and sharp cooling due to the rapid removal of heat into the body volume of both the coating and the substrate. In this case, repeatedly skipped discharges of current pulses in a short period of time lead to repeated heating and cooling, simulating thermal cyclic treatment and prompting the intensification of the process of mutual diffusion mass transfer of atoms of the applied coating layer after the electrical explosion of the conductor and the inner surface of the hollow part, accompanied by the occupation of vacancies and linear defects, interpenetration atoms deep into the material. In this case, the atoms of the coating, as a result of the energy impact when a pulsed current discharge passes through, also pass into an excited state, which increases their activity and intensifies the process of mutual diffusion, which ensures an increase in the chemical component of adhesion, and also ensures a tight fit of the coating to the inner surface of the hollow part. Thus, subsequent processing by surface-plastic deformation, carried out with simultaneous passage of a pulsed electric current through the contact zone of the deforming element with the processed surface of the part after applying a layer from the explosion of the conductor, allows for a significant increase in the adhesion of the coating to the material of the inner surface of the hollow part.

Таким образом, совокупность предложенных приемов позволяет достичь поставленного технического результата.Thus, the combination of the proposed techniques makes it possible to achieve the desired technical result.

Предлагаемый способ повышения прочности детали с покрытием подтверждается конкретным примером.The proposed method of increasing the strength of a coated part is confirmed by a specific example.

Пример.Example.

На специальный цилиндрический полый стальной образец (Сталь 45) диаметром 10 мм со сквозным отверстием 8 мм было нанесено покрытие посредством электрического взрыва проволоки Mo70W30 толщиной 250 мкм. При этом предварительно образцы были обезжирены. После чего эти образцы были подвергнуты испытаниям на адгезионную прочность методом сдвига. Результаты испытаний образца, обработанного по известному способу, представлены в табл. 2.A special cylindrical hollow steel sample (Steel 45) with a diameter of 10 mm and a through hole of 8 mm was coated by electrical explosion with 250 µm thick Mo 70 W 30 wire. In this case, the samples were previously degreased. After which these samples were subjected to tests for adhesive strength using the shear method. The test results of a sample processed according to a known method are presented in table. 2.

Другие три образца перед и после напыления были подвергнуты ультразвуковой обработке внутренней поверхности наконечником волновода через абразивную суспензию, содержащую абразивные частицы корунда (Al2O3), с последующими обезжириванием и травлением обрабатываемой внутренней поверхности полой детали, а после нанесения слоя формируемого покрытия от взрыва проводника проводится последующая поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью детали импульсного электрического тока, обеспечивая интенсификацию процесса диффузионного массопереноса через границу раздела покрытие-внутренняя поверхностью полой детали. После чего эти образцы были подвергнуты испытаниям на адгезионную прочность методом сдвига.The other three samples, before and after deposition, were subjected to ultrasonic treatment of the inner surface with a waveguide tip through an abrasive suspension containing abrasive particles of corundum (Al 2 O 3 ), followed by degreasing and etching of the treated inner surface of the hollow part, and after applying a layer of the formed coating from the explosion of the conductor subsequent surface-plastic deformation is carried out with simultaneous passage of a pulsed electric current through the contact zone of the deforming element with the processed surface of the part, ensuring the intensification of the process of diffusion mass transfer across the coating-inner surface of the hollow part. After which these samples were subjected to tests for adhesive strength using the shear method.

Параметры обработки образцов с покрытием по заявляемому способу представлены в табл. 1. Результаты испытаний образцов, обработанных по заявляемому и известному способам, представлены в табл. 2.The processing parameters for coated samples according to the claimed method are presented in Table. 1. The test results of samples processed according to the claimed and known methods are presented in table. 2.

Таблица 1 – Параметры обработки образцов с покрытием по заявляемому способуTable 1 – Parameters for processing coated samples according to the proposed method

Параметры образцаSample parameters Значение параметраParameter value Образец 1Sample 1 Образец 2Sample 2 Образец 3Sample 3 Частота колебаний наконечника волновода перед напылением, кГцOscillation frequency of the waveguide tip before deposition, kHz 2525 25,525.5 2626 Амплитуда колебаний наконечника волновода перед напылением, мкмOscillation amplitude of the waveguide tip before deposition, µm 2020 4040 6060 Скорость перемещения наконечника волновода перед напылением, м/минSpeed of movement of the waveguide tip before deposition, m/min 0,5·10-3 0.5·10 -3 0,75·10-3 0.75·10 -3 1·10-3 1·10 -3 Усилие прижима деформирующего элемента финишной обработки, НPressure force of the deforming finishing element, N 600600 700700 800800 Плотность тока разряда импульса тока финишной обработки, А/см2 Discharge current density of finishing current pulse, A/cm 2 1·10-5 1·10 -5 2·10-5 2·10 -5 3·10-5 3·10 -5 Линейная скорость деформирующего элемента финишной обработки , м/минLinear speed of finishing deforming element, m/min 0,5·10-3 0.5·10 -3 0,75·10-3 0.75·10 -3 1·10-3 1·10 -3

Таблица 2 – Результаты испытаний образцов, обработанных по известному и заявляемому способамTable 2 - Test results of samples processed using known and claimed methods

Наименование показателяIndicator name Наименование образцов, обработанных по известному и заявляемому способамName of samples processed by known and claimed methods Образец, обработанный по известному способуSample processed according to a known method Образцы, обработанные по заявляемому способуSamples processed according to the claimed method Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Oтносительная пористость, %Relative porosity, % 0,420.42 0,380.38 0,350.35 0,330.33 Адгезионная прочность, МПаAdhesive strength, MPa 53,853.8 61,561.5 64,364.3 67,767.7

Таким образом, из приведенных примеров следует, что предложенный способ получения покрытия на внутренней поверхности полых деталей электрическим взрывом проводника обеспечивает повышение физико-механических свойств детали за счет повышения адгезионной прочности между покрытием и внутренней поверхностью полой детали на 15-20 % в сравнении с аналогом и снижение пористости покрытия на 7-18 % как в покрытии, так и вдоль границы раздела покрытия-внутренняя поверхностью полой детали и, как следствие, повышению когезионной прочности, то есть задача создания изобретения выполняется.Thus, from the above examples it follows that the proposed method of obtaining a coating on the inner surface of hollow parts by electrical explosion of a conductor provides an increase in the physical and mechanical properties of the part by increasing the adhesive strength between the coating and the inner surface of the hollow part by 15-20% in comparison with the analogue and a reduction in the porosity of the coating by 7-18% both in the coating and along the coating-inner surface of the hollow part interface and, as a consequence, an increase in cohesive strength, that is, the task of creating the invention is fulfilled.

Claims (1)

Способ получения покрытия на внутренней поверхности полой детали с использованием электрического взрыва проводника, включающий осуществление электрического взрыва проводника с нанесением продуктов электрического взрыва проводника в виде слоя получаемого покрытия на внутреннюю поверхность полой детали, отличающийся тем, что перед нанесением слоя получаемого покрытия проводят ультразвуковую обработку внутренней поверхности полой детали наконечником волновода через абразивную суспензию, содержащую абразивные частицы по твердости не менее чем на 1 единицу выше по шкале Мооса, чем твердость материала поверхности обрабатываемой внутренней поверхности полой детали, при частоте колебаний 25-26 кГц, амплитуде 20-60 мкм и линейной скорости перемещения наконечника волновода 0,5⋅10-3-1⋅10-3 м/мин, с последующими обезжириванием и травлением внутренней поверхности обрабатываемой полой детали, а после нанесения слоя получаемого покрытия посредством упомянутого электрического взрыва проводника проводят последующую обработку упомянутого слоя поверхностно-пластическим деформированием путём обкатки деформирующим элементом при усилии прижима деформирующего элемента 600-800 Н и скорости перемещения деформирующего элемента 0,5⋅10-3-1⋅10-3 м/мин, при этом поверхностно-пластическое деформирование осуществляют с одновременным пропусканием через зону контакта деформирующего элемента с обрабатываемой внутренней поверхностью полой детали импульсного электрического тока плотностью 1⋅105-3⋅105 А/см2 и длительностью 1⋅10-5-2⋅10-5 с.A method for obtaining a coating on the inner surface of a hollow part using an electric explosion of a conductor, including carrying out an electric explosion of a conductor with applying the products of an electric explosion of a conductor in the form of a layer of the resulting coating on the inner surface of a hollow part, characterized in that before applying the layer of the resulting coating, ultrasonic treatment of the inner surface is carried out of a hollow part with the tip of a waveguide through an abrasive suspension containing abrasive particles with a hardness of at least 1 unit higher on the Mohs scale than the hardness of the surface material of the inner surface of the hollow part being processed, at an oscillation frequency of 25-26 kHz, an amplitude of 20-60 μm and linear speed moving the tip of the waveguide 0.5⋅10 -3 -1⋅10 -3 m/min, followed by degreasing and etching the inner surface of the hollow part being processed, and after applying the layer of the resulting coating through the said electrical explosion of the conductor, subsequent processing of the said layer with a surface-plastic deformation by rolling in a deforming element with a clamping force of the deforming element of 600-800 N and a movement speed of the deforming element of 0.5⋅10 -3 -1⋅10 -3 m/min, while surface-plastic deformation is carried out with simultaneous passage of the deforming element through the contact zone an element with a processed inner surface of a hollow part of a pulsed electric current with a density of 1⋅10 5 -3⋅10 5 A/cm 2 and a duration of 1⋅10 -5 -2⋅10 -5 s.
RU2023115892A 2023-06-16 Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor RU2805093C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2805093C1 true RU2805093C1 (en) 2023-10-11

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639150A (en) * 1968-07-25 1972-02-01 Toshiro Suhara Electric explosion metal spraying for substrate
SU1707085A1 (en) * 1986-05-05 1992-01-23 Литовская сельскохозяйственная академия Method of coat deposition by explosion of conductor
RU2516204C2 (en) * 2012-05-28 2014-05-20 Геннадий Владимирович Конюшков Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers
RU2638205C1 (en) * 2016-06-14 2017-12-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Method of manufacturing high-density, including optical, ceramics using electrophoretic deposition of nanoparticles
CN107309435B (en) * 2017-06-15 2019-03-22 成都新柯力化工科技有限公司 A kind of discharge-induced explosion prepares graphene-Al alloy composite method by spraying

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639150A (en) * 1968-07-25 1972-02-01 Toshiro Suhara Electric explosion metal spraying for substrate
SU1707085A1 (en) * 1986-05-05 1992-01-23 Литовская сельскохозяйственная академия Method of coat deposition by explosion of conductor
RU2516204C2 (en) * 2012-05-28 2014-05-20 Геннадий Владимирович Конюшков Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers
RU2638205C1 (en) * 2016-06-14 2017-12-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Method of manufacturing high-density, including optical, ceramics using electrophoretic deposition of nanoparticles
CN107309435B (en) * 2017-06-15 2019-03-22 成都新柯力化工科技有限公司 A kind of discharge-induced explosion prepares graphene-Al alloy composite method by spraying

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Radek et al. Laser treatment of electro-spark coatings deposited in the carbon steel substrate with using nanostructured WC-Cu electrodes
CN114686676B (en) Method for real-time coupling strengthening of electric pulse and laser shock wave
CN105349736A (en) Crack initiation and expansion method in restraint structural component based on laser shock peening
RU2805093C1 (en) Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor
CN104878190A (en) Method for restraining initiation and expansion of crack of part based on laser shock peening
RU2804901C1 (en) Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor
CN112662975B (en) Strengthening method for improving high-temperature fatigue performance of aviation titanium alloy
RU2804900C1 (en) Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor.
RU2725786C1 (en) Method of increasing strength of a coated part
Juijerm et al. Fatigue performance enhancement of steels using mechanical surface treatments
RU2671026C1 (en) Method of combined plasma surface treatment of items from titanium alloys
RU2777806C1 (en) Method for increasing the strength of a coated part
RU2760316C1 (en) Method for producing multilayer high-entropy composite coatings
RU2625508C1 (en) Method of strength increase of details with coating
Yılmaz et al. Improving the surface properties of Cp-Ti by pulsed electro-spark deposition
RU2777807C1 (en) Method for increasing the strength of a coated part
Ageev et al. Of combined electric arc coatings
RU2710246C1 (en) Method of obtaining coating on part surface from steel
RU2710094C1 (en) Method of obtaining coating on part surface from nonferrous metals
RU2671032C1 (en) Method for obtaining layered composite coating
Rozmus-Górnikowska et al. Characterization of Inconel 625 surface layer modified by laser shock processing
Irissou et al. Corrosion study of cold sprayed aluminum coatings onto Al 7075 alloy
DE19637513C2 (en) Method and device for modifying metallic workpiece surfaces by electrical discharges
RU2598425C1 (en) Method of producing damping coating
RU2132402C1 (en) Process of surface preparation for plasma coating