SU1147582A1 - Прессформа дл нанесени покрыти на детали литьем под давлением - Google Patents

Abstract

ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛИ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ , содержаща  матрицу с рабочей полостью, вьшолненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизол ционную прокладку, о т л и чающа с  тем, что, с целью повьшени  качества покрыти  за счет обеспечени  его монолитности и повышени  прочности, матрица выполнена с дополнительньм продольным разрезом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещени  в направлении , перпендикул рном плоскости из разъема, причем одна из полуформ вьшолнена с выступами, а втора  - с .впадинами дл  размещени  выступов, один из которых посредством электроизол ционной прокладки изолирован от полуформы и соединен : проводником с второй полуформой, при Э1ГОМ одна из полуформ снабжена распорными (Л пальцами, смонтировайньми с возможностью контактировани  с регулирующими клинь ми, которыми снабжена втора  полуформа. да . тг If Фиг./

Description

Изобретение относитс  к оборудованию , примен емому при ремонте деталей типа вал дл  восстановлени  изношенных шеек валов полимерными материалами, и может быть использовано в машиностроении. Известна пресс-форма дл  лить  деталей под давлением, содержаща  матрицу в виде двух полуформ, выполненных из электропроводного мате риала, в которых образованы углублени , образующие при смыкании оформл ющую полость соответствующей конфигурации, причем полуформами расположен слой электроизол ционного материала, а полуформы соединены одна с другой с помощью проводника и подсоединены к источнику тока высокой частоты, В пресс-форме путем последовательного соединени  полуформ с источником тока высокой частоты осуществл етс  разогрев прессформы lj . Однако известна  пресс-форма характеризуетс  ограниченностью технологических возможностей, так как она не обеспечивает нанесение качественного полимерного покрыти  на детали типа вал. Дп  получени  качественного поли мерного покрыти , нанесенного литье под давлением на поверхность металлической детали (шейки вала), необходима строго определенна  температура не только пресс-формы, но и са мого вала (арматуры), на который на носитс  полимерный спой. Кроме того температура вала пЬ его поверхности должна быть посто нной. При несоблю дении указанных условий нанесенное полимерное покрытие имеет пониженную прочность сцеплени  с поверхностью вала, неоднородную структуру и недостаточно высокую разрывную прочность. Кроме того, в нижней час ти вала по вл етс  нежелательный ма лопрочный стыковочный шов, так как при заполнении через литниковый канал формь расплавом полимера, последней недостаточно нагретой шейкой вала раздел етс  на два йотока, которые затем встречаютс  в нижней части вала, но уже не,полностью сливаютс  из-за частичного охлаждени . Поэтому вал перед нанесением полимера должен быть нагрет до температуры его переработки. Например, при нанесении фенилона С,2 температу ра вала должна быть 340-360 С (613633 К). Нагревание вала за пределами пресс-формы не может быть использовано из-за остывани  вала при его перенесении из электропечи в прессформу . Более совершенен нагрев вала в пресс-форме. Однако в известной пресс-форме невозможен непосредственный равномерный разогрев поверхности вала, так как электрический ток высокой частоты пропускаетс  через пресс-форму,параллельно оси симметрии рабочей полости формы и магнитное поле в каждой половине пресс-формы равно по силе, но противоположно по направлению. Поэтому сзгммарное магнитное поле (обеих половин формы) внутри оформл ющей полости формы отсутствует и помещен-на  в ней металлическа  деталь (арматура ) не нагреваетс . Таким образом , нагревание оформл ющей полости формы в пресс-форме производитс  поверхностными электрическими токами высокой частоты (100-10 мГц). При такой частоте электрический ток выходит на поверхность электрического проводника (в данном случае - прессформы ) . Следовательно, нагрев его происходит только на поверхности, а нагревание арматуры вала не предусмотрено . Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  пресс-форма дл  нанесени  покрыти  на детали литьем под давлением, содержаща  матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизол ционную прокладку. Данна  пресс-форма выполнена в виде одновиткового индуктора, подключенного к генератору эл ектрического тока высокой частоты. Электрический ток через пресс-форму проходит перпендикул рно оси симметрии ее рабочей полости. Поэтому нагревание вала , псмещенного в рабочей пблости пресс-формы, происходит от воздействи  суммарного переменного магнитног го пол ,создаваемого самой пресс-формой , т. е .в пресс-форме обеспечиваетс  одновременное нагревание корпуса пресс-формы н детали-арматуры типа вала, что позвол ет наносить покрытие из полимера на детали, нагретые в пресс-форме непосредственно до необходимой , темп&ратуры 2 , Недостатками данной пресс-формы  вл ютс  невысока  и неравномерна  по всей поверхности детали прочность наносимого полимерного покрыти  вследствие того, что не решена проблема герметизации пресс-формы при заполнении ее расплавом полимера, а также не предусмотрена компенсаци  усадки полимера во врем  его остыва ни  при переходе от в зкотекучего (СОСТОЯНИЯ в твердое (стеклован 1е по лимера) , что важно в случае термопластичных полимеров, в зкость расплава которых высока. Например, в случае ароматических полиамидов (фе нилов, ниплонов), пе()еработка которых в пластмассу требует больших давлений, например, дп  фенилона С2 давление переработки должно быть 1000-1800 кГс/см (1100-10 -1800 ,10 Па). При недостаточном дав лении или его отсутствии такие полимеры разрежаютс , если их нагревать вьше температуры стекловани . Кроме того, при переходе от в  котекучего состо ни  полимерного расплава в твердое (стеклование) наблюдаетс  больша  усадка полимера Следовательно, когда объем рабочей полости пресс-формы остаетс  посто  нным, при температуре, близкой к температуре стекловани  полимера, давление переработки (лить ) падает из-за отсутстви  поступлени  све жего расплава через литниковый канал на 40-60%. Вследствие чего сшивание макромолекул полимера ослабевает и сам полимер разрежаетс . Поэтому прочность полимерного покры ти  снижаетс . Например, дл  фенилона С2 при отсутствии компенсации усадки полимера при температзФе близкой температуре его стекловани  во врем  лить  под давлением разрыв на  прочность уменьшаетс  1600-10 65010 Па, а сцепление покрыти  с деталью-валом совсем исчезает, что снижает качество покрыти . Цель изобретени  - повьш1ение качества покрыти  путем обеспечени  его монолитности и повьшени  прочности , Поставленна  цель достигаетс  тем, что в пресс-форме дп  нанесени  покрыти  на детали литьем под давлением, содержащей матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизол ционную прокладку, матрица вьшолнена с дополнительным продольным разрезом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного .разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещени  в направлений, перпендикул рном плоскости из разъема, причем одна из полуформ выполнена с выступами , а втора  - с впадинами дл  размещени  выступов, один из которых посредством электроизол ционной прокладки изолирован от полуформы и соединен проводником с второй полуформой , приэтом одна из полуформ снабжена распорными пальцами, смонтированными с возможностью контактировани  с регулирующими клинь ми, которыми снабжена втора  полуфррма. Предлагаема  конструкци  позвол ет обеспечить уменьшение объема рабочей полости матрицы в процессе остьгоани  полимера за счет наличи  распорных пальцев и регулирзтощих клиньев, а герметизаци  рабочей полости осуществл етс  вследствие наличи  выступов и впадин. Изолирование одного из выступов и соединение его проводником с дру-. гой полуформой позвол ет изготовл ть металлическими (с высокими механическими характеристиками) работающие на износ боковые поверхности выступа и впадины, а также торцавую поверхность распорного пальца, от состо ни  и срока службы которых зависит точность пресс-формы и надежность ее работы. На фиг. 1 изображена пресс-форма, общий вид; на фиг,2 - вид А на фиг.1. пресс-форма содержит матрицу 1, выполненную в виде двух верхней и нижней полуформ 1И 2, боковые кромки которых имеют электрические клеммы 3-6, причем полуформы 1 и 2 образованы цилиндром с основньм И до полнительным продольными разрезами 7, а клеммы 6, размещенные в зоне дополнительного разреза 7, свйзайы проводником 8 дл  электрического соединени  полуформ 1 и 2, элемент

9 верхней полуформы 1 изолирован от нее электроизол ционной прокладкой 10, например из слюды. Клемма 5 соединена гибким проводником 11 с клеммой 4, а клеммы 3 и 5 проводани 12 подключены к источнику (генератору ) тока высокой частоты 850 кГц (не показан). Таким.образом, пресс-форма представл ет собой одно витковый индуктор. Полуформы 1 и 2 смонтированы с возможностью относительного перемещени  в направлении перпендикул рном плоскости их разъема , причем одна из полуформ (в данном случае верхн   полуформа 1) по всей ширине выполнена с выступами 13, а втора  полуформа 2-е впадинами 14 дл  размещени  выступов 13, один из которых вьшолнен на элементе 9 и изолирован от основной части полуформы 1 электроизол ционной прокладкой 10. Полуформы 1 и 2 образуют рабочую полость 15, котора  сообщена с литниковым каналом 16, вьтолненным в верхней полуформе 1 о Верхн   полуформа 1 снабжена распорньми пальцами 17, смонтированными с возможностью контактировани  с, регулирующими клинь ми 18, которыми снабжена нижн   полуформа 2,

Дл  дополнительного подогрева пресс-формы предусмотрены полости, которых могут быть установлены омические электронагреватели, изолированные при помощи керамических бус (не показано) . Дл  герметизации рабочей полости 15 использованы детали 19 в виде КОЛЕЦ, соприкасающиес  с полуформами 1 и 2, поверхности которых покрыты теплостойким: электроизол ционным материалом 20, например слюдой. Дл  контролировани температуры детали и пресс-формы (индуктора) имеютс  термопары (не показаны),

Пресс-форма работает следующим образом.

На детали-шейке вала 21, обработанной механически, например реза-, нием, монтируют подуформы 1 и 2. Клеммы 4 и 5 и клеммы 6 соответственно соедин ет гибкими проводниками 1 1 и В , Собранную таким образом пресс-форму в виде одновиткового ийдукторапосредством клемм 3 и . 5 и проводов 12 подключают к генератору электрического тока высокой частоты. Регулирующие клинь  18 устанааливают так-, чтобы распорные пальцы 17 установили между поверхност ми разъема верхней 1 и нижней 2 полуформ зазор, приблизительно равный 0,2-1,0 мм. Затем включают генератор тока высокой частоты и (по необходимости) омические электрнагреватели в сеть переменного тока . После нагрева шейки вала 21 и пресс-формы до температуры, равной температуре переработки полимера, провод т впрыск полимера под давлением через литниковый канал 16. После заполнени  рабочей полости 15 формы расплавом и остывани  до температуры стекловани  (отверждени ) полимера, регулирующие клинь  18 перемещают так, чтобы распорные пальцы 17 могли опуститьс . Затем провод т перемещение (сжатие)полуформ 1 и 2 до. полного стыковани  разъемных поверхностей. Излишний расплав выходит в литниковый канал 16. После остывани  производ т разборку пресс-формы, литник и сблои полимерного покрыти  удал ют, а поверхность шейки вала 21 обрабатьтают шлифованием до требуемого размера.

Дополнительное сжатие нанесенного полимерного покрыти  при температуре стекловани  полимера позвол ет повысить монолитность (однородность )полимерного покрыти  и увели- чить его прочность по всей поверхности шейки вала 21.

Предлагаема  пресс-форма позвол ет восстанавливать изношенные шейки стальных и чугунных валов, проста по конструкции и обслуживанию, дешева в изготовлении, требует гораздо меньше времени дл  нанесени  качественного полимерного покрыти , .безопасна в работе, позвол ет пол- ностью автоматизировать процесс восстановлени  валов полимерными

покрыти ми. I

С помощью предлагаемой прессформы были восстановлены литьем под давлением шейки распределительных влов двигателей ГАЗ-51 покрытием из фенилона С2 (ТУ 6-05-221-226-72) толщиной 1,5 мм. Восстановленные фенилоном С2 распредвалы были установлены в двигател х ГАЗ-51. Стандартные баббитовые втулки были заменены стальными с твердостью НРС 62. Проведены стендовые и эксплуатационные испытани  автомобилей с экспериментальными двигател ми. Экономический эффект по сравнению с восстановлением наплавкой металлом, под слоем флюса составил не менее 2,0 руб. на один вал. После пробега автомобилей 80 тыс км следов износа сопр жени  фенштоновое покрытие стальна  втулка не было. 11 28 Таким образом, изобретение позвол ет получать качественные покрыти  на детал х типа вала путем обеспечени  обогрева детали непосредственно в пресс-форме и вследствие дополнительного сжати  покрыти  при температуре стекловани  непосредственно в пресс-форме. I

(риг. 2

Claims (1)

1. ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛИ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащая матрицу с рабочей полостью, выполненную в виде цилиндра с продольным разрезом, боковые кромки которого подсоединены к источнику тока высокой частоты, и электроизоляционную прокладку, о т л и чающаяся тем, что, с целью повьвпения качества покрытия за счет обеспечения его монолитности и повышения прочности, матрица выполнена с дополнительным продольным разрезом с образованием двух электрически соединенных между собой в зоне дополнительного разреза полуформ, которые смонтированы с возможностью относительного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости из разъема, причем одна из полуформ выполнена с выступами, а вторая - с впадинами для размещения выступов, один из которых посредством электроизоляционной прокладки изолирован от полуформы и соединен проводником с второй полуформой, при этом одна 5 из полуформ снабжена распорными пальцами,смонтированными с возможностью контактирования с регулирующими клиньями, которыми снабжена вторая полуформа.

   Фиг!