SU1484670A1

SU1484670A1 - Способ наплавки покрытий

Info

Publication number: SU1484670A1
Application number: SU874260643A
Authority: SU
Inventors: Leonid P Fominskij
Original assignee: N Proizv Ob Tulatschermet
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1989-06-07

Description

Изобретение относится к электронно-лучевой наплавке и может быть использовано в машиностроении для восстановления изношенных деталей машин и механизмов. Цель изобретения - повышение качества наплавки. Способ состоит в непрерывной наплавке электронным лучом в атмосфере воздуха или газа изношенных поверхностей изделий, уложенных на конвейер друг за другом. Для этого непрерывно подают порошок наплавочного материала на их поверхность, а выравнивание слоя порошка осуществляют выравнивающим устройством. Рабочий орган последнего устанавливают над движущимися изделиями на расстоянии от их поверхности, равном а = 5*· р /р_и, где 8 - заданная толщина слоя наплавляемого покрытия, р и р_н - соответственно плотность порошка данного наплавочного материала, определяемая по паспортным данным. При этом условии толщина слоя наплавляемого материала после оплавления порошка будет равна заданной толщине слоя. 4 ил.

с/з

с

Изобретение относится к электронно-лучевой наплавке и может быть использовано в машиностроении для восстановления изношенных деталей машин и механизмов.

Цель изобретения - повышение качества наплавки.

На фиг.1 показана схема наплавки изделий на конвейере; на фиг.2 - схема следящей за местоположением наплавляемой поверхности системы с использованием в качестве выравнивающего устройства скребка; на фиг.З вид А на фиг.2; на фиг'.4 - схема следящей системы с использованием в качестве выравнивающего устройства валка.

Способ состоит в непрерывной наплавке электронным лучом в атмосфере воздуха или газа изношенных поверхностей изделий, уложенных на конвейер друг за другом. Для этого непрерывно подают порошок наплавочного материала на их поверхность, а выравнивание слоя порошка осуществляют выравнивающим устройством, рабочий орган которого устанавливают над движущимися изделиями на расстоянии от их поверхности, равном а = (9 р / р_м, где 8 -требуемая толщина слоя наплавляемого по1484670

3

1484670

4

крытия, р и р_н - соответственно плотность и насыпная плотность порошка данного наплавочного материала, определяемая по паспортным данным.

_х Процесс наплавки порошковых покрытий на-поверхность изделий на конвейере осуществляют следующим образом.

На ленточный или пластинчатый, или цепной, или другой транспортер 1 (фиг.1) укладывают с помощью автоматического укладчика-манипулятора 2 изделия из пакета или магазина. Транспортер 1 непрерывно перемещает изделие со, скоростью наплавки. Эта скорость Пропорциональна мощности ускорителя. С помощью устройства 3 для подачи порошка (питателя или дозатора) на поверхность движущихся по кон.вейеру изделий непрерывно подают наплавочный порошок, насыпая его валиком на то место изделия, на которое ‘необходимо наплавить покрытие. Расход .порошка выбирают несколько большим производительности наплавки (по массе наплавляемого материала), поскольку часть порошка попадает в зазоры между лежащими друг за другом заготовками, а другая часть порошка остается ненаплавленной за пределами полосы оплавления. Следом за устройством 3 для подачи порошка по ходу конвейера расположен рабочий орган выравнивающего устройства 4, устанавливаемый над транспортером на заданном расстоянии а от поверхности изделий. При этом условии толщина слоя наплавляемого материала после оплавления порошка электронным лучом равна требуемой толщине К слоя. Выравнивающее устройство 4 разгребает слой порошка и фиксирует толщину и ширину наплавляемого слоя, имеющего ровную поверхность и ширину, большую заданной ширины полосы наплавки. Затем эту полосу порошка оплавляют электронным лучом, выведенным в атмосферный воздух или защитный газ из электронного ускорителя 5, расположенного после выравнивающего устройства 4 по ходу транспортера 1. Наплавку выполняют сканирующим поперек направления обработки электронным лучом. Образующийся расплав адгезирует к поверхности изделия, сплавляясь с ней, и после выхода изделия из зоны воздействия электронного луча затвердевает, охлаждаясь за счет отвода тепла в тело изделия. В результате на поверхности изделия остается полоса наплавленного покрытия.

При фиксированном неподвижно положении валка или скребка выравнивающего устройства 4 верхняя поверхность слоя порошка после него имеет ровную поверхность, находящуюся постоянно на одном и том же уровне.

При этом всякие колебания поверхности заготовок, обусловленные их неровностью, поводкам, наличием заусенцев и другими причинами, ведут к колебаниям толщины выровненного слоя порошка, а следовательно, и к колебаниям толщины наплавляемого покрытия. Поэтому наплавку изделий с неровной поверхностью осуществляют поддерживая расстояние от поверхности изделия до кромки скребка 6 или валка 7 выравнивающего устройства 4, постоянным с помощью системы, следящей за местоположением поверхности изделия (фиг.2 - 4).

Следящее устройство состоит из скребка 6 или валка 7, закрепленного на подвижном подпружиненном пружиной 8 штоке 9, который жестко соединен траверсой 10 с другим штоком 11, на котором укреплен ролик 12, свободно вращающийся на оси. Разность уровней положения нижнего края ролика 12 и нижнего края скребка 6 (или валка 7) выбирают равной величине а . Для этого положение штока 11 относительно траверсы 10 выставляют с помощью регулировочных гаек 13.

При работе устройства ролик 12 катится по поверхности изделия несколько в стороне от насыпанного на него слоя порошка, постоянно прижимается к поверхности силой пружины 8 и копирует поверхность изделия. При этом зазор между поверхностью изделия и нижним краем скребка 6 остается постоянным независимо от колебаний уровня поверхности изделия относительно поверхности транспортера. Это обеспечивает однородность толщины слоя порошка, а следовательно, и однородность толщины слоя наплавленного покрытия.

Наплавленные изделия сбрасываются с транспортера в короб 14 (фиг.1), откуда их периодически убирают по мере накопления. В короб 14 поступают с транспортера и остатки ненаплавленного порошка, которые просеиваются, собиваются и используются повторно.

1484670

6

Для этого в коробе 14 предусмотрено сетчатое дншце, проваливаясь через которое порошок поступает в устройство для просеивания порошка. С помощью сит от порошка отсеивают частицы, имеющие размеры, большие толщины слоя порошка, насыпаемого на поверхность изделия. Все частицы, имеющие меньшие размеры, возвращают в бункер устройства для повторного использования .

Пример 1. Выполняют наплавку износостойких покрытий толщиной $ = =0,5 + 0,1 мм на лапы культиватора. Плоские заготовки изделия, имеющие длину 270 мм, зачищают с помощью дробеструйной обработки и укладывают пакетами и укладчик-манипулятор, который подает их поштучно на ленту пластинчатого транспортера (фиг.1). Транспортер непрерывно подает заготовки, перемещаясь со скоростью 720 м/ч, равной скорости наплавки изделий. Для наплавки используют ускоритель ЭлВ-6, имеющий мощность 70 кВт и снабженный устройствами для вывода электронного луча в атмосферу и сканирования луча. Амплитуда сканирования 16 мм (требуемая ширина полосы наплавки на изделие). На движущиеся на конвейере изделия непрерывно подают наплавочный порошок (сормайт № 1) с помощью питателя производительностью ~ 70 кг/ч.

Плотность материала порошка р =

= 7,85 г/см^Э, насыпная плотность порошка Пц = 0,6-7,85 г/см³. Затем слой порошка выравнивают на поверхности заготовок с помощью выравнивающего устройства, рабочим органом которого является валок. Валок устанавливают над транспортером на расстоянии а = $'Р/р_м ⁼ 0,85 мм. Расстояние от поверхности заготовки до нижнего края выравнивающего валка поддерживают постоянным, непрерывно регулируя, положение валка с помощью следящей системы.

Затем изделия с выровненным слоем порошка поступают под ускоритель, где осуществляют наплавку сканирующим электронным лучом с энергией электронов 1 МэВ и мощностью 70 кВт. При этом порошок расплавляется на · ширину амплитуды сканирования луча, образуя слой покрытия на поверхности изделия. Затем наплавленные изделия поступают с транспортера в короб,

куда ссыпаются с транспортера остатки ненаплавленного порошка. Остатки порошка собирают, просевают и возвращают для повторного использования. Его количество достигает 15 мас.%. Качество наплавки удовлетворяет техническим условиям.

П р и м е р 2. Выполняют наплавку 10 износостойких покрытий толщиной $ = 1 +0,1 м на противорежущие брусы силосоуборочных комбайнов. Для этого механически обработанные заготовки брусов длиной 700 мм укладывают па15 кетами в укладчик, который подает их поштучно на захваты цепного транспортера (фиг.1). Транспортер непрерывно подает заготовки со скоростью 180 м/ч под ускоритель электронов

20 с энергией 1,2 МэВ. Мощность луча 38 кВт, амплитуда сканирования 25 мм

На уложенные на транспортер изделия непрерывно подают наплавочный порошок марки ПГЛ-101 с помощью пита25 теля производительностью 40 кг/ч. Плотность материала порошка р =

= 7,5 г/см³, насыпная плотность рц =

= 0,6*7,5 г/см³. Слой порошка выравнивают на поверхности изделия с по30 мощью выравнивающего устройства, рабочим органом которого является скребок, Скребок устанавливают над транспортером на расстоянии а -8-р/р,= 1,7 мм. Заготовки с выровненным

слоем порошка поступают под ускори35

тель, где выполняют наплавку слоя порошка на изделие сканирующим лучом. Качество наплавки соответствует техническим условиям.

₄θ Изобретение позволяет повысить производительность процесса за счет · его непрерывности и исключения ручного труда, а также повысить качество наплавленных покрытий за счет обеспечения однородности его толщины и исключения субъективных факторов из технологического процесса.

Кроме того, при использовании изобретения уменьшается расход наплавочного материала за счет возврата неиспользованного порошка и его повторного использования.

Claims

Формула изобретения 55

Способ наплавки покрытии, при котором на поверхность изделия подают равномерный слой порошка наплавляемого материала и оплавляют сканирую7

1484670

8

щим электронным лучом в атмосфере воздуха или защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавки, толщину а слоя порошка наплавляемого материала выбирают из соотношения

где & - заданная толщина наплав5 ляемого слоя;

р, р_н - плотность и насыпная плот ность порошка.