SU1002124A1 - Способ электроискрового нанесени покрытий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электроискрового нан.есени  покрытий из металла на ; токопровод щйё материалы и может быть использовано, преимущественно, дл  покрыти  рабочей части режущих инструментов, штампов , а также трущихс  частей деталей машин, работающих в обычных услови х повышенного абразивного износа.

Известен способ электроискрового нанесени  ;покрытий, при котором изделие ,катод) закреплено неподвиж- но на рабочем столе, а электроду (аноду), по площади равному катоду, сообщают непрерывные колебани  и движение подачи в направлении издели  13.

Недостатками указанного способа  вл етс  мала  производительность и то, что при его использовании нельз  получить покрыти , шероховатость поверхности которых выше б кл. Это происходит потому, что амплитуду вибраций электрода нельз  получить стабильной, что вызывает флюктуации электроискрового процесса, сопровождающиес  различной интенсивностью электрической искры.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ нанесени  металлических покрытий, заключающийс  в том, что между деталью-катодом и движу-, щимс  относительно него злектродомаТГодом пропускают электричёГский ток, а электрод привод т в непрерывное колебательное движение в нормальном к обрабатываемой поверхности направлении 2. .

Недостатком этого способа  вл ет10 с  его низка  производительность и то, что он также не позвол ет получить шероховатость поверхности выше б кл. Это объ сн етс  тему что вибрации инструмента-электрода не

15 стабильны по амплитуде, величина которой пви существукицей жесткости технологической системы: вибраторинструмент-электрод-обрабатываемое изделие - мен етс  в значительных ,

20 пределах и вли ет тем самым в казкдый данный момент на стабильность тепломассообмена , т.е. на стабильность искры. Это приводит к образованию на обрабатываемой поверхности лунок 25 ( кратеров) различной величины и ухудшению Качества покрыти .

Следует отметить также, что в указанных вьлше .способах достигаема  шероховатость (б класс) получаетс  На

30

самом м гком режиме и при минимальной производительности. При других режимах шероховатость поверхности получаетс  3-4 класса и требует в большинстве случаев последующей механической обработки.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  улучшение качества покрыти  достигаемое за счет воздействи  на механизм образовани  дислокаций в материале электрода-анода с получением сло  интерметаллидов.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе электроискрового нанесени  покрытий электроду-аноду сообщают поступательное перемещение относительно обрабатываемой деталикатода и непрерывные колебани  в направлении обрабатываемой детали, причем электроду-аноду сообщают непрерывные продольно-крутильные ультразвуковые колебани , а деталикатоду - низкочастотные механические вибрации.

Частоту ультразвуковых продольнокрутильных колебаний устанавливают в пределах 18-20 кГц, а частоту низ . KO4acTOTHfcitx механических вибраций 40-90 Гц,

Способ по сн етс  чертежом, где схематически показан процесс нанесени  покрыти ,

Обрабатываемую деталь 1 закрепл ют в приспособлении, установленном на рабочем столе, например, вертикальнод резерного станка. Детали сообщают низкочастотные механические вибрации с амплитудой А в горизонтальной плоскости.

Электрод 2 закрепл ют нормально к изделию на последней ступени 3 продольно-крутильной акустической системы 4, котора  сообщает ему продольно-крутильные ультразвуковые колебани  с амплитудой Деталь 1 и электрод 2 подключают к питающему генератору посто нного тока так, что отрицательное напр жение подаетс  на деталь, а положительное на электрод. Акустическа  система 4 мощностью 2,5 кВт питаетс  от ультразвукового генератора УЗГ-10м ГОСТ 5.194-69, Включают питающий генератор и двигатель посто нного тока Вибратора, а затем при помощи вертикальной подачи станка ввод т в соприкосновение деталь с электродом и включают продольную подачу.

Процесс протекает при следующих электрических акустических и механических параметрах: выходное напр жение питающего генератора посто нного тока 50-115 В; сила тока 0 ,9-2,0 А; емкость выходного контура 0,25-30 мкф,- частота колебаний акустической слстемы 18-22 кГц при амплитуде прбдольно-крутильного вектора А Р Р - -7-15 мкм; частота к-олебанки вибратора 40-90 Гц с амплитудой А - 0,1-0,3 мм.

Указанным способрм получают слой покрыти  6-9 класса шероховатости при толщине покрыти  0,07-0,2 мм. Производительность способа . 500600 .

Измен   электроакустические и механические параметры способа, получают покрыти  .различной толщины и шероховатости.

Пример. Проводилось покрытие образца из нормализованной стали 45 размером 50-30.5 мм. Предварительна  шероховатсэсть образца соответствовала 6 классу, В качестве наносимого покрыти  использовалс  твердый сплав марки Т15К6,

Образец закрепл ют в горизонтальной плоскости на механическом-вибраторе , установленном на рабочем столе например, универсально-фрезерного станка Н700, у которого вместо фрезерной головки закреплена продольнокрутильна  акустическа  система мощностью 2,5 кВт с частотой 19,6 кГ и амплитудой продольно-крутильного вектора 11 мкм. Частота колебаний механического вибратора соответствовала 75 кц при амплитуде 0,15 мм. Электрические параметры генератора: напр жение 110 В; сила тока - 1,75 А емкость выходной ступени контура 30 мкф.

При указанных параметрах было нанесено покрытие толщиной 0,15 мм и шероховатостью, соответствующей 7 кл.

Площадь 15 см указанного образца была покрыта в течение 3,0 мин.

Полученное покрытие матового цвета без следов прожогов.

Мощные продольно-крутильные УЗК, проход  через электрод-инструмент, оказывают активизирующее воздействие на все механизмы образовани  дислокаций в его материале. Это приводит к изменению физико-механических свойств электрода. Следствием  вл етс  образование в слое покрыти  преимущественно интерметаллидов, которые -обладают высокой износостойкостью , жаростойкостью, коррозионной стойкостью, сверхпроводимостью и др.

Рассматрива  процесс за один цикл можно выделить следующие его стадии: электрод-катод соприкасаетс  с поверх ностью детали-анода и за счет продольно крутильного движени  осуществл ет в месте контакта упрочн ющее воздействие , при отходе электрода от поверхности детали между ними проходит искра и осуществл етс  тепломассообмен , т.е. материал электрода-инструмента , переноситс  на уже активированную поверхность издели . При одном цикле ультразвуковых колебаний актинаци  поверхности осуществл етс  за счет продольно-крутильных УЗК и представл етс  как удар- с поворотом электрода-инструмента о поверхность издели , т.е. поверхность в месте контакта как бы разрыхл етс . Это способствует более мощному диффузионному процессу и активации дислокационных механизмов, при следующем движении электрода на поверхности детали происходит упрочнение уже перенесенного материала.

Сообщение электроду-аноду непрерывных ультразвуковых продольно-крутильных колебаний позвол ет стабилизировать вибрации электрода по амплитуде и изменить траекторию движе1ш  положительно зар женных ионов металла от анода к катоду, причем ионы металла от анода к катоду движутс  не направленным пучком, а рассе нным . Это в значительной степени уменьшает высоту микронеровностей, которые образуютс  в результате осаждени  ионов металла на деталикатода при электроискровом покрытии

Получают 6-9 класс шероховатости поверхности покрыти . Кроме того, улучшаетс  сплошность сло  покрыти  увеличиваетс  его микротвердость.

Применение продольно-крутильных УЗК значительно расшир ет технологические возможности способа и придает ему универсальность, так как позвол ет покрывать издели  практи:чески любой сложной конфигурации.

В соответствии с актом испытаний установлено, что стойкость режущих инструментов, режущие кромки которых предварительно были покрыты твердым сплавом Т15К6, ВК4, ВК8 при помощи предлагаемого способа, возрастает в среднем в 2,5-3 раза.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 474318, кл. В 23 Р 1/18, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР W 83933,, кл. Ь 23 Р 1/18, 1943.