SU1653921A1

SU1653921A1 - Method of piece machining

Info

Publication number: SU1653921A1
Application number: SU864143697A
Authority: SU
Inventors: Александр Евдокимович Проволоцкий; Вадим Никифорович Морозенко; Сергей Павлович Лапшин; Александр Кириллович Лиходей; Леонид Иванович Бондаренко; Владимир Сергеевич Гришин; Вячеслав Тимофеевич Литвиненко
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-04
Publication date: 1991-06-07

Abstract

Изобретение относитс к электроэрозионной обработке металлов и может быть использовано дл нанесени на детали упрочненного легированного сло . Цель изобретени - повышение износостойкости детали Дл этого по способу обработки, вклю- чающему многократное легирование и- вилуальный контроль сплошности покрыти на каждом переходе, перед визуальным контролем производ т гидроабразивную обработку поверхности. В результате вы вл ют участки без легируемого сло и по ним повторно провод т электроэрозионте ле гирование. Дл сохранени легироэлнного сло с достаточной степенью сцепл емо сти с металлом обрабатываемой детали гидроабразивную обработку ведут с внедрением абразивных частиц на величину 0.05- 0,1 от максимальной толщины легируемого сло , попученнрго на данном переходеThe invention relates to the electrical discharge machining of metals and can be used to apply a hardened doped layer to parts. The purpose of the invention is to increase the wear resistance of the part. For this, according to the processing method, which includes multiple doping and the normal control of the integrity of the coating at each junction, the surface is hydroabrasively processed before visual inspection. As a result, areas without a doped layer are detected, and electrical erosion is repeated on them. In order to preserve the alloyed layer with a sufficient degree of adhesion to the metal of the workpiece, the hydroabrasive treatment is carried out with the introduction of abrasive particles for an amount of 0.05-0.1 of the maximum thickness of the alloyed layer, which is produced on this transition

Description

Изобретение относитс к области электрофизических методов обработки металлов и может быть использовано при электроэрозионном легировании поверхностей деталей.The invention relates to the field of electrophysical methods for metal processing and can be used for electroerosive doping of the surfaces of parts.

Целью изобретени вл етс повышение износостойкости деталей после элект- роэрозирнного легировани The aim of the invention is to increase the wear resistance of parts after electroerosync doping.

Дл осуществлени способа деталь устанавливают в приспособление и подвергают электроэрозионной обработке известными средствами. В зависимости от исходных физико-механических свойств обрабатываемой поверхности устанавливают режим обработки и вид легирующего материала , В процессе легировани материал электрода, закрепленного в вибраторе, св занном с генератором импульсов тока, переноситс на обрабатываемую поверхность , образу слой высокопрочного покрыти из легирующего материала.In order to carry out the method, the part is installed in the device and subjected to EDM treatment by known means. Depending on the initial physicomechanical properties of the surface to be treated, the processing mode and the type of alloying material are established. During the alloying process, the electrode material attached to the vibrator connected to the current pulse generator is transferred to the surface to form a layer of high-strength alloyed coating.

В силу специфики процесса слой легируемого мэтериапа на поверхности детали недостаточно однороден при однократном легировании и содержит слабо св занные с основой дефектные блоки покрыти , а также окислы и шлаки, составл ющие от 25 до 45% площади зоны обработки дл различных марок сталиDue to the nature of the process, the layer of doped material on the surface of the part is not homogeneous enough for single doping and contains poorly bonded defective coating blocks, as well as oxides and slags, which make up from 25 to 45% of the treatment area for various steel grades.

Послеоперационный визуальный контроль качества покрыти в этом случае не позвол ет в полной мере контролировать фактическую площадь покрыти чз-за наличи инородных частиц в слое, а также дефектных участков, снижающих эксплуатационные свойства детали, и, в частности, износостойкость при контактных нагрузках.In this case, postoperative visual quality control of the coating does not allow full control of the actual area of coating, due to the presence of foreign particles in the layer, as well as defective areas that reduce the performance properties of the part, and, in particular, wear resistance under contact loads.

Согласно предлагаемому способу дл повышени достоверности визуального контрол после электроэрозионного легировани провод т струйную обработку легированной поверхности потоком гидроабразивной суспензии.According to the proposed method, in order to increase the reliability of visual control after electroerosive doping, blasting of the alloyed surface with a stream of hydroabrasive suspension is carried out.

слcl

сwith

о ел со ю юabout ate with you

При этом подбираетс режим гидроабразивной обработки, обеспечивающий удаление с поверхности детали слабо закрепленных микрообъемов легирующего материала окислов и т: п. Эксперименталь- ноустановлено, что при внедрении абразивных частиц суспензий в покрытие на глубину 0,05-0,1 от максимальной толщины сло , полученного при легировании, достигаетс наибольший эффект очистки сло от инородных включений. В то же врем не нарушаетс прочность сцеплени легируемого материала с поверхностью детали. Последн в результате гидроабразивной обработки имеет развитую очищенную поверхность , улучшающую адгезию при нанесении легируемого материала при повторных переходах.At the same time, the hydro-abrasive treatment mode is selected to ensure that the doping microvolumes of the doping material is removed from the surface of the oxide and m: n. Experimentally it was found that when abrasive suspensions are introduced into the coating to a depth of 0.05-0.1 from the maximum thickness when doping, the greatest effect of cleaning the layer from foreign inclusions is achieved. At the same time, the strength of adhesion of the alloyed material with the surface of the part is not impaired. The latter, as a result of hydroabrasive treatment, has a developed, cleaned surface that improves adhesion when applying the alloyed material upon repeated transitions.

Кроме того, после гидроабразивной обработки на легированной поверхности визуально легко определ ютс непокрытые и зоны под дефектами покрыти , по которым в дальнейшем необходимо провести по- вторное легирование. При многократном чередовании процессов гидроабразивной обработки, визуальном вы влении дефектных зон, в покрытии и повторном легировании поверхности этих зон детали сплошность и равномерность покрыти приближаетс к 100% и достигаетс однородность физико- механических свойств легированной поверхности детали.In addition, after hydro-abrasive treatment on the alloyed surface, uncoated and areas under the defects of the coating are visually easily identified, on which further doping is necessary. With repeated alternation of waterjet processes, visual detection of defective zones, in the coating and repeated doping of the surface of these zones of the part, the continuity and uniformity of the coating approaches 100% and uniformity of the physicomechanical properties of the alloyed surface of the part is achieved.

Пример. Обработке подлежит валок листопрокатного стана из стали 9ХС. Предварительно поверхность валка отшлифована и имеет шероховатость Ra 5 мкм.Example. A roll of a 9XC steel rolling mill is subject to processing. Previously, the surface of the roll is ground and has a roughness of Ra 5 microns.

Электроэрозионна обработка осуществл етс на серийно выпускаемой установке . Легирование осуществл ют сплавом Т15К6 при следующих режимных параметрах: сила рабочего тока 24 А, напр жение холостого хода 80 В; емкость конденсатора 2880 мкФ. Скорость вращени вала 12 об/мин, скорость продольного перемещени вибратора с электродом 0,2 мм/об. Требуема толщина легируемого сло 0,3 мм. Через 84 мин валок с рабочей длиной 200 мм обработан с шероховатостью Ra 40 мкм. Микротвердость упрочненного сло составл ет 2700 кгс/мм . Толщина сло после первого прохода 0,2 мм. Использу микроскоп типа МПБ-2 при увеличении 24 устанавливают, что вс поверхность имеет эрозионное покрытие, между отдельными участками разрывов не наблюдаетс , т. е. визуальный осмотр дает представление о 100%-ной сплошности покрыти . Затем провод т струйную гидроабразивную обработку . Микротвердость абразивного материала при гидроабразивной обработкеEDM is carried out on a commercially available unit. Doping is carried out with T15K6 alloy with the following operating parameters: operating current 24 A, no-load voltage 80 V; capacitor capacitance 2880 microfarad. The rotation speed of the shaft is 12 rpm, the speed of the longitudinal movement of the vibrator with the electrode is 0.2 mm / rev. The required thickness of the alloyed layer is 0.3 mm. After 84 minutes, a roller with a working length of 200 mm was treated with a roughness of Ra of 40 μm. The microhardness of the hardened layer is 2700 kgf / mm. The thickness of the layer after the first pass is 0.2 mm. Using a microscope of the type BCH-2 with an increase of 24, it is established that the entire surface has an erosive coating, no gaps are observed between the individual sites, i.e. a visual inspection gives an idea of the 100% continuity of the coating. Then water jetting is carried out. The microhardness of the abrasive material in waterjet processing

устанавливают в пределах 0,75 микротвердости легированного сло . Таким услови м соответствует электрокорунд белый с микротвердостью 2000-2100 кгс/мм2. Затемset within 0.75 microhardness of the doped layer. Such conditions correspond to white electrocorundum with a microhardness of 2000-2100 kgf / mm2. Then

подбирают режимы обработки потоком гидроабразивной суспензии. Дл проникновени частиц абразива при соударении с легированным слоем на глубину от 0,05 до 0,1, что составл ет в среднем 10 мкм, подби0 рают режим струйной обработки: давление сжатого воздуха на входе струи 0,5 МПа, угол атаки струи 30°, концентраци абразивных частиц в суспензии 20 мае.%,зернистость абразива в суспензии 100 мкм, длинаselect processing modes flow hydroabrasive suspension. In order to penetrate the abrasive particles during a collision with a doped layer to a depth of from 0.05 to 0.1, which is an average of 10 microns, the jet treatment mode is chosen: the pressure of the compressed air at the jet inlet is 0.5 MPa, the angle of attack of the jet is 30 ° , the concentration of abrasive particles in the suspension is 20% by weight, the grain of the abrasive in the suspension is 100 microns, the length

5 струи 50 мм, скорость продольного перемещени струйного аппарата 5 мм на 1 оборот валка, частота враа(ени валка 20 об/мин. После абразивной обработки валок снова подлежит визуальному контролю. Установ0 лено, что фактически легирующий материал нанесен только на 60% площади валка, а в промежутках просматриваютс участки с рельефом первоначальной поверхности, полученной шлифованием. На этих участках5 sprays 50 mm, the speed of the longitudinal movement of the jet apparatus is 5 mm per roll rotation, the spin frequency (roll speed is 20 rpm. After abrasive machining, the roll is again subject to visual inspection. It is established that only alloy material is applied to 60% of the roll area , and in intervals, areas with the relief of the initial surface obtained by grinding are viewed.

5 не обнаружено следов окислов и застывших капель металла. Внедрение абразивных частиц в обрабатываемую поверхность также отсутствует, т. е. частицы производ т очистку обрабатываемой поверхности без оста0 точного шаржировани . Шероховатость поверхности валка после струйной обработки составл ет 30 мкм.5, no traces of oxides and frozen metal droplets were found. The introduction of abrasive particles into the surface to be treated is also absent, i.e., the particles are cleaned to the surface being treated without sharp caricature. The roughness of the roll surface after blasting is 30 microns.

Затем деталь подвергают повторному легированию при следующем режиме: си5 ла рабочего тока 26 А. напр жение холостого хода 80 В; емкость конденсатора 1800 мкФ, скорость вала 12 об/мин, скорость продольного перемещени вибратора 0,2 мм/об. Через 84 мин валокThen, the part is subjected to repeated doping in the following mode: operating voltage of 26 A. The current of no load is 80 V; the capacitor capacitance is 1800 µF, the shaft speed is 12 rpm, the speed of the longitudinal movement of the vibrator is 0.2 mm / rev. After 84 min swath

0 обработан до шероховатости 35 мкм. Толщина упрочненного сло составл ет 0,26 мм. При осмотре обработанной поверхности обнаружена 100%-на сплошность покрыти . После чего валок обрабатывают потоком0 processed to a roughness of 35 microns. The thickness of the hardened layer is 0.26 mm. On inspection of the treated surface, 100% of the coating was found to be continuous. After which the roll is treated with a stream

5 суспензии с теми же режимами и снова провод т контрольную операцию. Сплошность покрыти оказываетс 87%. Шероховатость снижена до 23 мкм. Деталь после этого подвергают снова электроэрозионной обра0 ботке снизив при этом силу тока до 5 А, а емкость конденсатора до 540 мкФ, что позвол ет получить шероховатость после легировани Ra 17 мкм, а толщину упрочненного сло 0,3 мм. Подвергнув полученную по5 верхность валка третьему абразивному переходу, устанавливают, что сплошность покрыти составл ет 98%, что вполне удовлетвор ет требовани м на прокатные валки , шероховатость поверхности доведена до Ra 8 мкм, за счет уменьшени частоты5 suspensions with the same modes and again carry out the control operation. Coating continuity is 87%. Roughness reduced to 23 microns. The part is then subjected to electroerosion processing again, reducing the current to 5 A, and the capacitor capacity to 540 µF, which allows obtaining a roughness after doping with Ra of 17 µm and a thickness of the hardened layer of 0.3 mm. By subjecting the resulting roll surface to a third abrasive junction, it is established that the continuity of the coating is 98%, which fully meets the requirements for rolling rolls, the surface roughness is reduced to Ra 8 microns, due to a decrease in frequency

вращени валка до 10 об/мин и подачи до 3 мм/об.roll rotation up to 10 rpm and feed up to 3 mm / rev.

Claims

The application of the proposed method allows to increase the thickness of the doped hardened layer, to increase the continuity of the coating and its adhesion with the base metal, which increases the performance characteristics of the parts. The invention The method of processing parts, including EDM doped

surfaces and visual inspection of the coating integrity, characterized in that, in order to increase the wear resistance of the parts, before visual inspection, water-jet processing of the part is performed using abrasive particles by a value of 0.05-0.1 of the maximum thickness of the layer obtained by doping, and then are areas without a doped layer and electro-erosion doping is repeated on them.