RU74844U1 - Электрод для электроискрового легирования - Google Patents
Электрод для электроискрового легирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU74844U1 RU74844U1 RU2008105816/22U RU2008105816U RU74844U1 RU 74844 U1 RU74844 U1 RU 74844U1 RU 2008105816/22 U RU2008105816/22 U RU 2008105816/22U RU 2008105816 U RU2008105816 U RU 2008105816U RU 74844 U1 RU74844 U1 RU 74844U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- coating
- nickel
- boron
- alloying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
1. Электрод для электроискрового легирования, выполненный из сплава, содержащего никель и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод и диоксид титана при следующем содержании компонентов, мас.%: никель 25-45; бор 10-15; углерод 0,08-0,20; диборид титана - остальное, при этом электрод выполнен полым и обдувается охладителем, а поверхность выполнена с защитным покрытием толщиной 0,5-1,0 мм.2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве охладителя используют сжатый воздух или нейтральный газ.3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют электрокорундовую обмазку.
Description
Полезная модель относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электродным материалам для электроискрового легирования металлических поверхностей.
Для поверхностного упрочнения металлических поверхностей используются специальные электроды, расплавленные капельки которого переносятся на упрочняемую деталь.
Известен электродный материал содержащий следующие компоненты в мас.%: карбид вольфрама 73,6-87,4; кобальт 6,4-7,64; хром 0,8-3,2; кремний 0,165-0,64; железо 0,2-0,8; бор 0,12-0,52;
Никель - остальное [1, Журнал "Электронная обработка материалов, 1990, №2, с.25-29].
Введение композиционного порошка на основе никеля в исходную смесь карбида вольфрама и кобальта позволяет улучшить характеристики легированного слоя, однако предел вводимой добавки
ограничен невысокой механической прочностью электродного материала.
Известна шихта электродного материала для электроискрового легирования, содержащая карбид вольфрама, кобальт и композиционный порошок на основе никеля, 25-50% композиционного порошка на основе никеля дисперсностью 30 мкм при следующем соотношении компонентов в шихте, масс.%: никель 18-36,5; хром 4-8; бор 1-1,8; кремний 1-2; железо 1-1,7; кобальт 4-6; карбид вольфрама - остальное [2, Иванов Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин. М.: 1961, с.299].
Основным недостатком известного технического решения является высокая эрозионная стойкость за счет высокой температуры плавления, что в конечном итоге уменьшает массоперенос в процессе легирования поверхности.
Известен сплав для электроэрозионного легирования, содержащий, мас.%: никель 25-29; хром 15-19; молибден 5-9; углерод 0,08-0,12; железо - остальное [3, патент РФ №2162488, 7 С23С 26/00, С22С 38/44, опубл. 05.08.1998 г.].
Недостатком таких электродов является невысокая стойкость наносимого на упрочняемую деталь покрытия.
Известно устройство для электроискрового легирования, содержащее легирующий электрод, выполненный полым, что позволяет формировать дополнительный поток рабочей среды через него, причем суммарный расход обоих потоков сохраняют постоянным, а поток рабочей среды через полый электрод регулируют в функции потока через эрозионный промежуток [4, А.с.№1514527, В23Н 9/00, опубл. в был. №38, 15.10 1989].
Недостатком таких электродов является их сильное окисление кислородом воздуха и невысокая стойкость наносимых покрытий на деталь.
Наиболее близким техническим решением является электрод для электроискрового легирования, содержащий карбид вольфрама, кобальт и композиционный порошок никеля согласно изобретению содержит 25-50% композиционного порошка на основе никеля дисперсностью 30 мкм при следующем соотношении компонентов в шихт, мас.: никель 18-36,5; хром 4-8; бор - 1-1,8; кремний - 1-2, железо - 1-1,7, кобальт 4-6, карбид вольфрама - остальное [5, патент РФ №2129619, С22С 29/08, опубл. 27.04. 1999 г.]
Недостатками известного состава шихты являются: во-первых, сложность его получения, обусловленная многостадийностью, использованием многокомпонентной связки и ограничениями по дисперсности порошка; во-вторых, низкая микротвердость получаемого при электроискровом легировании покрытия, которая составляет 13-16 ГПА.
В основу предлагаемой полезной модели положена задача получения электродного материала такого состава, который бы обеспечил увеличение массопереноса и соответственно эффективности процесса упрочнения.
Поставленная техническая задача достигается тем, что электрод для электроискрового легирования, выполненный из сплава, содержащего никель и бор, согласно изобретения дополнительно содержит углерод и диборид титана при следующем содержании компонентов, мас.%: никель 25-45; бор 10-15; углерод 0,08-0,20; диборид титана - остальное, при этом электрод выполнен полым и обдуваемым охладителем, а поверхность выполнена с покрытием, а в качестве покрытия используют электрокорундовую обмазку толщиной
0,5-1,0 мм, в качестве охладителя используют сжатый воздух или нейтральный газ.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен состав шихты для изготовления электрода для электроискрового легирования, содержащей предлагаемые компоненты в заявленных пределах.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом - фиг.1, где показан электрод для электроискрового легирования с покрытием.
Электрод для электроискрового легирования состоит из материала электрода 1 и нанесенного на него покрытия 2. Для охлаждения и постоянного обдува электрод выполнен сквозным и имеет полость 3.
Сущность полезной модели заключается в том, что электрод для повышения прочности и защиты поверхности от окисления окружающим воздухом электрод выполнен с покрытием, а в качестве покрытия используют электрокорундовую обмазку толщиной 0,5-1,0 мм. Для хорошего охлаждения электрод выполнен полым.
Защитить поверхность электрода от окисления окружающим воздухом предлагается за счет создания поверхностного слоя, стойкого к окислению и, по возможности, достаточно твердого, что достигается введением в шихту электрода - твердосплавного элемента диборида титана.
Преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что, благодаря использованию электродов с покрытием значительно снижается температура нагрева материала электрода, что в свою очередь уменьшает эрозионную стойкость электрода, увеличивает массоперенос и соответственно эффективность процесса.
Для эффективного охлаждения электрод выполняют трубчатым и охладитель подается во внутрь электрода.
Для экспериментальной проверки заявляемой полезной модели был подготовлен состав из порошковых материалов. В качестве материалов были использованы материалы, %: никель 25-45, бор 10-15, углерод 0,08-0,20, диборид титана (TiB2)- остальное.
Основные требования к шихте для изготовления электрода для электроискрового легирования обусловлены получением беспористого, плотного и токопроводящего электрода для получения качественного
покрытия. Предлагаемый состав шихты позволяет достичь нужного результата при условии соблюдения содержания компонентов в заявленных пределах. Использование никеля несет дополнительную нагрузку, обеспечивая высокую электропроводность, при этом содержание никеля менее 25 мас.% ведет не только к снижению электропроводности, но и к получению пористого и непрочного электрода вследствие неравномерного распределения компонентов. Содержание никеля более 45 мас.% снижает износоустойчивость получаемого покрытия. С целью получения высокой микротвердости и износоустойчивости покрытия в составе шихты присутствует бор. При содержании бора менее 10 мас.% значительно снижается износоустойчивость покрытия, при его содержании более 15 мас.% наблюдается увеличение пористости и снижается механическая прочность электрода. Авторами в состав шихты электрода дополнительно введены углерод и твердосплавный диборид титана. Данные компоненты являются фазой внедрения, их содержание было получено опытно-экспериментальными проработками предлагаемого технического решения. Введение дополнительных компонентов, а именно углерода и диборида титана обусловливает их уникальные физико-механические свойства, которые обеспечивают получение электроискрового покрытия, имеющего высокую микротвердость и высокую износостойкость.
Предлагаемое техническое решение может быть осуществлено следующим образом.
Берут шихту для электрода состава, мас.%: никель 25-45; бора 10-15; углерод 0,08-0,20; диборид титана - остальное.
Исходные компоненты тщательно перемешивают и помещают в неэлектропроводящую форму, выполненную, например, из кварцевого стекла. Форму помещают в рабочую камеру машины конденсаторной сварки, где проводят одновременное прессование и спекание шихты при температуре 1100-1350°С, давлении 0,15-0,20 ГПА, в течении 3-5 сек. Получают электрод для электроискрового легирования, который используют для получения защитного покрытия, обладающего высокими рабочими характеристиками, указанные в таблице №1:
Таблица №1
Характеристики свойств стали 10ХСНД без покрытия и с покрытием предлагаемого состава
| Объект | износостойкость, мг/см2 за 10 сек | микротвердость по Брюнелю, ГПА |
| сталь 10ХСНД (без покрытия) | 11 | 4,6 |
| сталь 10ХСНД с покрытием электродом с заявляемым составом | 3,5 | 15,0 - 21,5 |
| Прототип | - | 12,0 - 16,0 |
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Берут электродную шихту следующего состава:
25 г никеля (25 мас.%); 10 г бора (10 мас.%), 0,1 г углерода, 64,9 г - диборида титана TiB2. Исходные материалы тщательно перемешивают и помещают в неэлектропроводящую форму, выполненную из кварцевого стекла.
Форму помещают в рабочую камеру машины конденсаторной сварки, где проводят одновременное прессование и спекание шихты при температуре 1250°С, давлении 0,18 ГПА в течение 5-и сек. Затем на поверхность электрода нанесли слой электрокорундовой обмазки толщиной 0,8 мм, после чего электрод поместили в печь и сушили при температуре 1050°С в течении часа.
Получают электрод для электроискрового легирования, который используют для получения износостойкого покрытия, обладающего следующими рабочими характеристиками: износостойкость - 3,5 мг/ см2;
микротвердость - 18,5 ГПА; сплошность - 99%.
Пример 2.
Берут шихту состава: 40 г никеля (40 мас.%); 15 г бора (15 мас.%);
0,20 г углерода (0,20%); 44,80 г диборида титана - TiB2 (44,80%).
Исходные компоненты тщательно перемешивают и помещают в неэлектропроводящую форму, выполненную из кварцевого песка. Форму помещают в рабочую камеру машины конденсаторной сварки, где проводят одновременное прессование и спекание шихты при температуре 1300°С, давлении 0,20 ГПА в течении 3-х сек.
Затем на поверхность электрода нанесли слой электрокорундовой обмазки толщиной 1,0 мм, после чего электрод поместили в печь и сушили при температуре 1025°С в течении 1,2 час.
Получают электрод для электроискрового легирования, который
используют для получения покрытия, обладающего следующими рабочими характеристиками: износостойкость - 3,2 мг/см2, микротвердость - 20,0 ГПА, сплошность - 99,5%.
Электродами из полученных материалов легировали ножи деревообрабатывающего станка, имеющие форму узкой прямоугольной пластины толщиной 4 мм и с размерами 50 × 400 мм. Ножевая пластина была изготовлена из рядовой углеродистой стали. Электроэрозионной обработке подвергалась большая поверхность ножа, начиная от режущей кромки на всю длину пластины и шириной, равной половине ширины пластины. Легирование осуществляли при следующих параметрах:
- скорость перемещения суппорта с устройством
| легирования, мм/ сек. | - 1 |
| - технологический ток, ампер | - 100 |
| - емкость конденсаторов, мкф. | -до 1000 |
| - напряжение холостого хода, вольт | - 90 |
| - диаметр полого электрода, мм | - 12 |
| - скорость обработки, см2/ мин | - до 3,5 |
| - толщина легирующего слоя, мм | - 0,2 |
| - шероховатость покрытия, Ra мкм | - 10,0 |
| - частота следования импульсов, Гц | - 60 |
| - газ охладитель | - сжатый воздух |
Используя микроскоп типа МПБ-2 с 24 кратным увеличением установили, что, благодаря исключения окисления электрода кислородом воздуха, вся поверхность имела равномерное электроэрозионное покрытие, между отдельными участками разрывов не наблюдалось.
При необходимости легирование можно повторить методом наложения 2-го упрочняющего слоя.
Эксплуатационная стойкость обработанных деревообрабатывающих ножей зависела от материала электродов и увеличилась в 1,5 - 2,4 раз.
Результаты исследования покрытий представлены в таблице №1. Они показывают, что, при электроискровом легировании электродами с заявленными элементами и электрокорундовым покрытием, износостойкость ножей значительно превышает износостойкость упрочненных ножей при использовании электродов без покрытия.
Таблица №2
Результаты исследования покрытий
| Вид электрода | р, мкм | , мкм | Интенсивность изнашивания | Коэффициент трения |
| Никель и бор содержащий, полый (по прототипу) | 175 | 3,2×10- 2 | 6,05×10- 11 | 0,19 |
| Никель и бор содержащий, | 255 | 3,2× 10- 2 | 3,15×10- 11 | 0,12 |
| с присадками диборида титана и углерода, полый с электрокорундовым покрытием |
Благодаря использованию электродов предложенного состава с нанесенным покрытием на основе электрокорундовой обмазки удалось увеличить толщину легированного электродами слоя, повысить сплошность покрытия, его сцепляемость с основным металлом и повысить производительность процесса.
Использование предложенных электродов с покрытием исключает стадию обработки электродов, снижает влияние процессов вторичного окисления, позволяет варьировать составом в широком интервале концентраций.
Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу.
Заявляемое техническое решение не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия "новизна".
Техническое решение может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".
Claims (3)
1. Электрод для электроискрового легирования, выполненный из сплава, содержащего никель и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод и диоксид титана при следующем содержании компонентов, мас.%: никель 25-45; бор 10-15; углерод 0,08-0,20; диборид титана - остальное, при этом электрод выполнен полым и обдувается охладителем, а поверхность выполнена с защитным покрытием толщиной 0,5-1,0 мм.
2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве охладителя используют сжатый воздух или нейтральный газ.
3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют электрокорундовую обмазку.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105816/22U RU74844U1 (ru) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Электрод для электроискрового легирования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105816/22U RU74844U1 (ru) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Электрод для электроискрового легирования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU74844U1 true RU74844U1 (ru) | 2008-07-20 |
Family
ID=48233403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008105816/22U RU74844U1 (ru) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Электрод для электроискрового легирования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU74844U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623942C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "СВС-инструмент" | Способ изготовления дисперсно-упрочненного композиционного электродного материала для электроискрового легирования и электродуговой наплавки |
-
2008
- 2008-02-15 RU RU2008105816/22U patent/RU74844U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623942C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "СВС-инструмент" | Способ изготовления дисперсно-упрочненного композиционного электродного материала для электроискрового легирования и электродуговой наплавки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109516811B (zh) | 一种具有多元高熵的陶瓷及其制备方法和应用 | |
| JP2002503764A (ja) | アルミニド粉末の熱機械的加工によるアルミニドシートの製造方法 | |
| IL179152A (en) | A method of handling electric discharge of a surface | |
| Wu et al. | Structure and mechanical properties of ceramic coatings fabricated by plasma electrolytic oxidation on aluminized steel | |
| KR20170129749A (ko) | 도핑된 탄소층을 제조하기 위한 코팅원 | |
| US7037418B2 (en) | Wear and thermal resistant material produced from super hard particles bound in a matrix of glassceramic electrophoretic deposition | |
| RU74844U1 (ru) | Электрод для электроискрового легирования | |
| Pyachin et al. | Formation of intermetallic coatings by electrospark deposition of titanium and aluminum on a steel substrate | |
| RU76594U1 (ru) | Электрод для электроискрового легирования | |
| RU60418U1 (ru) | Электрод для электроискрового легирования | |
| US3932231A (en) | Method of making surface-coated cemented carbide articles | |
| CN116583369A (zh) | 层叠造形用铜合金粉末及其评价方法、铜合金层叠造形体的制造方法及铜合金层叠造形体 | |
| Das et al. | Surface alloying of titanium di-boride (TiB2) and silicon carbide (SiC) on aluminium al 5052 using electric discharge processing | |
| Liu et al. | Influence of deposition voltage on tribological properties of W-WS2 coatings deposited by electrospark deposition. | |
| JP2017047473A (ja) | 皮膜、熱間成形用金型及び熱間成形方法 | |
| CN109321785B (zh) | 一种在钴基合金表面制备钴基涂层的方法 | |
| RU2802616C1 (ru) | Способ получения бронзовых электродов для процессов электроискрового легирования | |
| RU85846U1 (ru) | Высокоуглеродистый электрод для электроискрового легирования | |
| Islak et al. | Effect of boron on micro structure and microhardness properties of Mo-Si-B based coatings produced viatig process | |
| US3853549A (en) | High energy absorption-porous beryllium made by plasma consolidation | |
| CN114260443B (zh) | 用于电加热雾化器用超薄金属多孔膜材料、带材、生产方法 | |
| JP2019014921A (ja) | 機械部品 | |
| JP6615446B2 (ja) | 放電加工用の黒鉛−銅複合電極材料及びその材料を用いた放電加工用電極 | |
| JP2013064173A (ja) | 溶射材、溶射皮膜及び構造体 | |
| KR970008043B1 (ko) | 내마모성이 우수한 붕화티탄계 가이드롤러 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090216 |