SU1719161A1 - Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method - Google Patents

Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method Download PDF

Info

Publication number
SU1719161A1
SU1719161A1 SU894782587A SU4782587A SU1719161A1 SU 1719161 A1 SU1719161 A1 SU 1719161A1 SU 894782587 A SU894782587 A SU 894782587A SU 4782587 A SU4782587 A SU 4782587A SU 1719161 A1 SU1719161 A1 SU 1719161A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
powder
heating
inductor
switch
heated
Prior art date
Application number
SU894782587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нил Николаевич Дорожкин
Леонид Павлович Кашицин
Игорь Александрович Сосновский
Владимир Федорович Жибуль
Сергей Николаевич Кихтенко
Александр Иванович Жорник
Original Assignee
Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР filed Critical Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority to SU894782587A priority Critical patent/SU1719161A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1719161A1 publication Critical patent/SU1719161A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии. Цель - повышение производительности процесса и снижение энергозатрат . Порошковый материал загружают в полость детали, вращают ее вокруг собственной оси, нагревают со стороны наружной поверхности детали до температуры начала спекани  порошкового материала, а затем нагревают со стороны внутренней поверхности детали, причем массу засыпаемого порошка рассчитывают по предложенной зависимости. Устройство содержит зажимное приспособление, узел вращени , индуктор , подключенный к генератору-ТВЧ через коммутатор и переключатель с блоком регулировани  его мощности, содержащий две секции дл  нагрева издели  снаружи и изнутри , и механизм подачи детали в Индуктор . Блок регулировани  мощности нагрева может быть соединен с секцией индуктора, служащей дл  нагрева детали изнутри. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. f ЈThe invention relates to powder metallurgy. The goal is to increase the productivity of the process and reduce energy consumption. The powder material is loaded into the part cavity, rotated around its own axis, heated from the outer surface of the part to the temperature of the beginning of sintering the powder material, and then heated from the inner surface of the part, and the mass of powder to be poured is calculated according to the proposed dependence. The device contains a clamping device, a rotation unit, an inductor connected to the HDTV generator through a switch and a switch with its power control unit, which contains two sections for heating the product from the outside and inside, and a mechanism for feeding the part to the Inductor. The heating power control unit may be connected to an inductor section serving to heat the part from the inside. 2 sec. and 1 z. p. f-ly, 3 ill., 1 tab. f Ј

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии.Известен способ нанесени  порошковых покрытий на внутренние поверхности деталей, включающий загрузку материала в полость детали, вращение ее вокруг собственной оси и нагрев ТВЧ со стороны внутренней поверхности детали. Устройство, с помощью которого осуществл етс  этот способ, содержит источник нагрева, привод вращени  со шпинделем и зажимное приспособление . Данные способ и устройство дозвол ют получать порошковые покрыти  на внутренних поверхност х деталей. Однако они не решают задачу получени  покрытий из порошков ферромагнитных мате риа- лов в св зи с тем, что данные порошки, облада  ферромагнитными свойствами, в процессе нагрева в результате воздействи  электромагнитного пол  прит гиваютс  к внутреннему индуктору ТВЧ и налипают на него. Кроме того, в процессе нанесени  покрыти  внутренний индуктор ТВЧ посто нно находитс  в зоне термического вли ни , что ведет к его эрозии и выходу из стро .The invention relates to powder metallurgy. A method of applying powder coatings on the inner surfaces of parts is known, including loading the material into the cavity of a part, rotating it around its own axis, and heating HFC from the inside surface of the part. The device with which this method is carried out comprises a heat source, a rotational drive with a spindle and a clamping device. These method and apparatus allow to obtain powder coatings on the inner surfaces of the parts. However, they do not solve the problem of obtaining coatings from powders of ferromagnetic materials in connection with the fact that these powders, possessing ferromagnetic properties, in the process of heating as a result of the action of an electromagnetic field are attracted to the internal high frequency inductor and stick to it. In addition, in the coating process, the internal HDTV inductor is constantly in the heat-affected zone, which leads to its erosion and collapse.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ нанесени  порошковых покрытий на внутренние поверхности деталей, включающий загрузкуThe closest to the proposed method to the technical essence and the achieved result is a method of applying powder coatings on the inner surfaces of the parts, including loading

ЧH

ю скyou sc

порошкового материала в полость детали, вращение ее вокруг собственной оси, нагрев токами высокой частоты со стороны наружной поверхности и изометрическую выдержку. Устройство, с помощью которого осуществл етс  этот способ, содержит источник нагрева (наружный индуктор), подключенный к генератору ТВЧ, узел вращени  с приводом и зажимное приспособление . Данные спосо.б и устройство позвол ют получать покрыти  из металлических порошков ферромагнитных материалов на внутренних поверхност х цилиндрических деталей в режиме спекани . Однако основным недостатком  вл етс  невысока  производительность процесса, св занна  с тем, что в ходе процесса большое количество времени затрачиваетс  на нагрев детали, а уже только от нее осуществл етс  нагрев порошкового материала покрыти . Кроме того, нагрев детали во врем  всего технологического процесса требует дополнительных энергозатрат, что также  вл етс  существенным недостатком.powder material into the cavity of the part, rotating it around its own axis, heating by high-frequency currents from the outer surface and isometric exposure. The device with which this method is carried out contains a heat source (external inductor) connected to an HDTV generator, a rotation unit with a drive and a clamping fixture. The data of the process and the device allow to obtain coatings from metal powders of ferromagnetic materials on the inner surfaces of the cylindrical parts in the sintering mode. However, the main disadvantage is the low productivity of the process, due to the fact that during the process a large amount of time is spent on heating the part, and the powder material of the coating is already heated from it. In addition, heating the part during the entire process requires additional energy consumption, which is also a significant disadvantage.

Цель изобретени  - повышение производительности процесса и снижение энергозатрат .The purpose of the invention is to increase the productivity of the process and reduce energy consumption.

Это достигаетс  тем, что в способе нанесени  порошковых покрытий на внутренние поверхности деталей преимущественно из ферромагнитных материалов, включающем загрузку порошкового материала в полость детали, вращение ее вокруг еобственной оси и нагрев токами высокой частоты со стороны ее наружной поверхности и изотермическую выдержку, нагрев токами высокой частоты со стороны наружной поверхности детали осуществл етс  до температуры начала спекани  порошкового материала , а затем нагревают токами высокой частоты со стороны внутренней поверхности детали, причем необходимую весовую дозу mn помещаемого в полость детали порошкового материала выбирают из услови This is achieved by the fact that in the method of applying powder coatings on the inner surfaces of parts mainly from ferromagnetic materials, including loading the powder material into the part cavity, rotating it around its own axis and heating by high-frequency currents on its outer surface and isothermal exposure, heating by high-frequency currents from the outer surface of the part is carried out until the temperature of the beginning of sintering the powder material, and then heated by high-frequency currents from the inner the part surface, and the required weight dose mn of the powder material to be placed in the cavity is selected from the condition

mn 503   -рп I у(1 - 1,5 П0) mn 503 - rp I at (1 - 1.5 P0)

II

. J2R-503X y -(1 -1 ,5По)(1 -По), . J2R-503X y - (1 -1, 5Po) (1 -Po),

J.0)..J.0) ..

где I - длина детали;where I is the length of the part;

РП удельный вес материала порошка;RP specific gravity of the powder material;

у- удельна  электропроводность материала порошка;y is the specific conductivity of the powder material;

По начальна  пористость порошкового сло , образованного в результате вращени  детали перед началом нагрева со стороны наружной поверхности детали;The initial porosity of the powder layer formed as a result of the rotation of the part before heating starts from the external surface of the part;

f - частота токов высокой частоты при нагреве со стороны внутренней поверхности детали;f is the frequency of high frequency currents when heated from the inner surface of the part;

fi - магнитна  проницаемость порошкового сло  с пористостью П0;fi is the magnetic permeability of the powder layer with porosity P0;

R - радиус внутренней поверхности детали .R is the radius of the inner surface of the part.

Формирование покрыти  на поверхности деталей, предусматривающее спекание и уплотнение центробежными силами порошкового материала, обеспечиваетс  наиболее эффективно при индукционномThe formation of a coating on the surface of the parts, involving sintering and compaction by the centrifugal forces of the powder material, is most efficiently achieved with induction

нагреве непосредственно- порошкового сло . Такому виду нагрева, рассматриваемому по аналогии с пропусканием электрического тока через порошковый слой при элёктроконтактном припекании порошковых покрытий, присущи следующие преимущества: высока  производительность и низка  энергоемкость процесса, минимальна  зона термического вли ни  тока на деталь вследствие индуцировани  его толькоheating directly - powder layer. This type of heating, considered by analogy with the transmission of electric current through the powder layer during electrical contact sintering of powder coatings, has the following advantages: high productivity and low power consumption of the process, the minimum heat-affected zone of the current on the part due to its induction

в порошковом слое и др.in the powder layer, etc.

Особенно важно дл  индукционного нагрева и спекани  непосредственно порошка , чтобы его частицы в исходном состо нии не были сильно окислеными и перед спеканием имели между собой металлические контакты в виде спаек или мостиков, что создает услови  дл  индуцировани  в порошковом слое токов высокой частоты. Дл  выполнени  поставленного услови , т.е. обеспечени  металлической св зи между частицами порошка из ферромагнитных материалов предлагаетс  ввести предварительный косвенный нагрев материала покрыти . Дл  этого нагревают не сам порошок , а деталь со стороны ее наружной поверхности , так как при индукционном нагреве детали со стороны наносимого покрыти  (внутренней поверхности) за счет воздействи  электромагнитных полей ТВЧIt is especially important for induction heating and sintering of the powder directly, that its particles in the initial state are not strongly oxidized and have metal contacts in the form of adhesions or bridges between them before sintering, which creates conditions for the induction of high frequency currents in the powder layer. To fulfill the condition, i.e. It is proposed to introduce a preliminary indirect heating of the coating material in order to provide a metallic bond between the particles of the powder from ferromagnetic materials. For this, it is not the powder itself that is heated, but the part on the side of its outer surface, since during induction heating of the part on the side of the applied coating (inner surface) due to the influence of high-frequency electromagnetic fields

происходит прит гивание и налипание на индуктор ТВЧ не св занных между собой частиц порошка. Поэтому нагрев ТВЧ со стороны наружной поверхности детали с ферромагнитным порошком осуществл етс  в услови х экранировани  порошка от вли ни  магнитного пол  ТВЧ металличе- ской средой, которой служит сама деталь.attraction and adhesion of the HDTV inductor of non-interconnected powder particles occurs. Therefore, heating of an HDF from the outer surface of a part with a ferromagnetic powder is carried out under the conditions of shielding the powder from the influence of the magnetic field of an HDTV by a metallic medium, which is the part itself.

В дальнейшем по окончании предварительного нагрева порошковый слой можноIn the future, upon completion of the preheating, the powder layer can be

независимо от детали спекать при его непосредственном индукционном нагреве (последующий нагрев).irrespective of the part, sinter with its direct induction heating (subsequent heating).

Производительность процесса повышаетс  за счет уменьшени  дополнительныхThe productivity of the process is increased by reducing additional

потерь времени на нагрев до температуры спекани  порошка компактной части детали (заготовки) и поддержани  этой температуры на врем  всего процесса нанесени  покрыти .loss of time for heating to the sintering temperature of the compact part of the part (workpiece) powder and maintaining this temperature throughout the entire coating process.

Нагрев токами высокой частоты со стороны наружной поверхности детали осуществл ют до невысокой температуры - температуры начала спекани  порошка, после чего нагревают ТВЧ уже непосредст- венно порошковый слой со стороны внутренней поверхности до температуры его полного спекани  (0,7-0,9 ТПл).Heating by high-frequency currents from the outer surface of the part is carried out to a low temperature — the temperature of the beginning of sintering the powder, after which the PMC is already heated directly from the inner surface to the temperature of its full sintering (0.7-0.9 TPL).

Под температурой начала спекани  следует понимать минимальную температуру нагрева, при которой образуютс  электрические контакты между частицами порошка в виде спаек или мостиков. Кроме того, порошковый слой должен обладать необходимой механической прочностью. Опре- дел ют эту температуру опытным путем, исход  из конкретных свойств спекаемого порошка, дл  чего деталь с ферромагнитным порошком вращают и нагревают токами высокой частоты со стороны наружной поверхности до некоторой заданной температуры . Затем определ ют выполнение условий обеспечени  электрической и механической св зи между частицами порошка . При этом нагрев и вращение прекра- щают, деталь извлекают из узла вращени  и оценивают состо ние соединени  частиц предварительно спеченного покрыти , т.е. определ ют высыпаетс  ли исследуемый порошок или образует относительно проч- ный пористый каркас, после чего измен ют температуру нагрева.By the start of sintering, it is necessary to understand the minimum heating temperature at which electrical contacts between powder particles form in the form of adhesions or bridges. In addition, the powder layer must have the necessary mechanical strength. This temperature is determined experimentally, based on the specific properties of the sintered powder, for which the component with the ferromagnetic powder is rotated and heated by high-frequency currents on the outer surface side to a certain predetermined temperature. The fulfillment of the conditions for providing electrical and mechanical coupling between the powder particles is then determined. In this case, heating and rotation are stopped, the part is removed from the rotation unit, and the state of joint of the particles of the pre-sintered coating is evaluated, i.e. Whether the powder under test is poured out or forms a relatively strong porous carcass, after which the heating temperature is changed.

В предлагаемом способе снижение энергозатрат обусловлено тем что компактную часть детали (заготовку) нагревают до минимально возможной температуры, соответствующей температуре начала спекани  (предварительный нагрев), а затраты на спекание порошкового сло  при его непосредственном нагреве токами высокой частоты (последующий нагрев) определ ют необходимыми затратами на спекание используемого порошка покрыти  без потерь энергий на вынужденный нагрев заготовки.In the proposed method, the reduction of energy consumption is due to the fact that the compact part of the part (billet) is heated to the lowest possible temperature corresponding to the temperature of the start of sintering (preheating), and the cost of sintering the powder layer when it is directly heated by high frequency currents (subsequent heating) is determined by the necessary costs for sintering the used powder of the coating without energy loss for the forced heating of the workpiece.

Обеспечение минимальных энергозат- рат, св занное с индукционным нагревом только покрыти  независимо от детали, пре- дусматиривает определение оптимальной исходной толщины h0 порошкового сло  и расчета соответствующей ей весовой дозы порошка тп. Так как индуцирование токов высокой частоты должно происходить непосредственно в порошковом слое, то толщина h0 сло  к моменту начала индукционного последующего нагрева не должна быть меньше толщины Sn скин-сло Providing the minimum energy consumption associated with induction heating of the coating alone, regardless of the part, presupposes the determination of the optimal initial thickness h0 of the powder layer and the calculation of the corresponding weight dose of the powder mn. Since the induction of high frequency currents should occur directly in the powder layer, the thickness h0 of the layer by the time of the beginning of the induction subsequent heating should not be less than the thickness Sn of the skin layer

h0 Snh0 Sn

(2)(2)

Экспериментально установлено, что уплотнение порошкового сло  при предварительном нагреве практически не происходит, а толщина порошкового сло  п0 остаетс  без изменени , также не измен етс  и соответствующа  пористость По.It was established experimentally that the compaction of the powder layer during preheating practically does not occur, and the thickness of the powder layer n0 remains unchanged, the corresponding porosity does not change either.

Определ ют глубину скин-сло  в нагреваемых ТВЧ порошковых пористых материалах . Дл  компактных материалов глубина скин-сло  S рассчитываетс  по формулеThe depth of the skin layer in heated HDTV porous powder materials is determined. For compact materials, the skin depth S is calculated using the formula

5 5035,503

I у д-f  I y df

(3)(3)

где /л - магнитна  проницаемость нагреваемого ТВЧ-материэла;where / l is the magnetic permeability of the heated HDTV material;

f- частота ТВЧ;f- frequency HDTV;

у - удельна  электропроводность нагреваемого ТВЧ-материала.y is the specific conductivity of the heated HDTV material.

Удельна  электропроводность спеченных порошковых материалов уп зависит от их относительной плотности V или пористости Л и определ етс , например, по формуле В.И.ОдолевскогоThe specific electrical conductivity of sintered powder materials upn depends on their relative density V or porosity L and is determined, for example, by the formula of V.I. Odolevsky

Уп. у(1 -1.5П),Up. y (1 -1.5P),

(4)(four)

где П - пористость металлического порошкового материала.where P is the porosity of the metallic powder material.

Дл  нагрева предварительно спеченного порошкового сло  .толщиной h0 и пористостью По глубина скин-сло  Sn определ етс  после подстановки в формуле (3) вместо у значени  уп формулы (4). Тогда получаютTo heat the pre-sintered powder layer with a thickness h0 and porosity. By the depth of the skin layer, Sn is determined after substituting formula (4) in formula (3) instead of y value. Then get

Sn 503Sn 503

УHave

1one

(5)(five)

,у(1 -1,5 По)- -f , y (1 -1.5 Po) - -f

Использу  условие (2) и выражение (5), определ ют необходимую весовую дозу mn засыпки металлического порошкового материала .Using condition (2) and expression (5), the required weight dose mn of the filling of the metallic powder material is determined.

Объем V0, занимаемый порошком на внутренней поверхности цилиндрической детали при ее вращении, можно представить такThe volume V0 occupied by the powder on the inner surface of the cylindrical part during its rotation can be represented as

V0 7T I h0(2R-h0)V0 7T I h0 (2R-h0)

(6)(6)

где I и R - соответственно длина детали радиуса ее внутренней поверхности.where I and R are respectively the length of the part of the radius of its inner surface.

Учитыва  пористость порошкового сло  П0 и зна  удельный вес рп материала порошка , определ ют весовую дозу порошковой засыпки с толщиной Ь0Taking into account the porosity of the powder layer P0 and the specific gravity pn of the powder material, the weight dose of powder filling with thickness L0 is determined

mn - п I РП ; h о (2R - ho) (1 - П0) (7)mn - p I RP; h о (2R - ho) (1 - П0) (7)

В соответствии с условием (2) и после подстановки в (7) вместо параметров формулы (5) дл  определени  глубины скин-сло  Sn получают выражение дл  выбора необходимой весовой дозы лпп порошкаIn accordance with condition (2) and after substitution in (7) instead of the parameters of formula (5), to determine the depth of the skin layer Sn, an expression is obtained for choosing the required weight dose of powder

спп 5:503 7Г /On I у (1 - 1,5 П0) Cn 5: 503 7G / On I y (1 - 1.5 P0)

/2R -503 -(1 - (8) I 1  / 2R -503 - (1 - (8) I 1

,-1,5 По) 2} (1 -По),, -1.5 Po) 2} (1 -Po),

Предлагаемый способ порошка осуществл ют следующим образом.The proposed powder method is carried out as follows.

В полость цилиндрической полой детали засыпают весовую дозу металлического порошка, рассчитываемую и выбираемую с помощью услови  (8). Деталь устанавливают в узле вращени  центробежной индукционной установки и закрепл ют. Включают вращение детали и ее нагрев токами высокой частоты со стороны наружной поверхности детали наружным индуктором ТВЧ до температуры начала спекани  порошкового материала. В процессе вращени  контролируют температуру нагрева детали оптическим пирометром. По достижении требуемой температуры нагрев прекращают .A weight dose of metal powder, calculated and selected using the condition (8), is poured into the cavity of the cylindrical hollow part. The part is mounted in the rotation assembly of the centrifugal induction installation and secured. Rotation of the part and its heating by high-frequency currents from the outer surface of the part by the external HDTV inductor up to the temperature of the beginning of sintering the powder material are turned on. During the rotation, the heating temperature of the part is monitored with an optical pyrometer. Upon reaching the desired temperature, the heating is stopped.

Не прерыва  вращени  детали после отключени  нагрева наружным индуктором ТВЧ, осуществл ют нагрев токами высокой частоты со стороны внутренней поверхности детали внутренним индуктором непосредственно порошкового сло  до температуры спекани  порошкового материала .Not interrupting the rotation of the part after the heating is turned off by the external HDTV inductor, high-frequency currents are heated from the internal surface of the part by the internal inductor of the powder layer directly to the sintering temperature of the powder material.

По окончании спекани  и припекани  порошкового сло  нагрев внутренним индуктором прекращают. Процесс нанесени  покрыти  заканчиваетс  после отключени  вращени  и охлаждени  детали.At the end of the sintering and sintering of the powder layer, the heating by the internal inductor is stopped. The coating process ends after turning off the rotation and cooling the part.

Изобретение позвол ет предварительно спекать порошковый слой путем нагрева детали наружной секцией индуктора, а затем окончательного спекани  и припекани  порошка внутренней секцией. Дл  этого с помощью переключател  включают коммутатор . Начинает работать секци  индуктора снаружи детали, затем нагрев всей детали исключаетс , дл  чего производитс  переключение секций дополнительными переключателем и коммутатором и включениеThe invention allows pre-sintering the powder layer by heating the part with the outer section of the inductor, and then finally sintering and sintering the powder with the inner section. To do this, use the switch to turn on the switch. The inductor section starts to work outside the part, then the whole part is heated, for which the sections are switched with an additional switch and switch and switched on

секции дл  нагрева детали внутри. При этом последующее спекание непосредственно порошкового сло  производитс  только секцией дл  нагрева детали внутри.sections for heating the part inside. In this case, the subsequent sintering of the powder layer itself is performed only by the section for heating the part inside.

Дл  перевода детали из положени  нагрева секцией индуктора, расположенной снаружи детали, в положение нагрева секцией внутри детали в устройстве предусмотрен механизм подачи детали в индуктор сTo transfer the part from the position of heating by the section of the inductor located outside the part to the position of heating by the section inside the part, the device has a mechanism for supplying the part to the inductor with

переключател ми, которые  вл ютс  переключател ми расположени  детали относительно каждой из секций.switches that are part position switches relative to each of the sections.

В устройстве обеспечена возможность регулировани  мощностью нагрева соответственно на каждой изсекцийиндукторэ.дл  чего дополнительна  секци  может быть соединена с блоком регулировани  мощностью нагрева.The device is provided with the possibility of adjusting the heating power, respectively, in each of the inductor section, for which an additional section can be connected to the control unit of the heating power.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фнг.2 и 3 - схемы реализации способа .Figure 1 shows the device, a general view; On fng.2 and 3 - schemes for implementing the method.

Устройство содержит станину 1, на которой закреплена плита 2, содержаща The device comprises a frame 1 on which a plate 2 is fixed, comprising

направл ющую втулку 3. В последней установлен с возможностью перемещени  корпус 4, в котором на подшипниках 5 и 6 расположен вал узла вращени , выполненный из коаксиально расположенных гильзыa guide bushing 3. In the latter, a housing 4 is mounted for movement, in which a shaft of a rotation assembly, made of coaxial sleeves, is located on bearings 5 and 6

7 и штока 8. На штоке 8 установлен стакан 9. В нем размещена обрабатываема  деталь 10, в которую помещена объемна  доза ферромагнитного порошка 11, Дл  исключени  приваривани  порошка 11 во врем  нагрева по верхнему и нижнему торцам детали 10 укладывают асбестовые прокладки 12 и 13.7 and stem 8. A cup 9 is installed on the rod 8. The workpiece 10 is placed in it, in which a volume dose of ferromagnetic powder 11 is placed. To prevent the powder 11 from welding, asbestos pads 12 and 13 are placed on the upper and lower ends of the part 10 during heating.

На гильзе 7 закреплен шкив 14 привода вращени  (не показан). В нижней частиA rotational drive pulley 14 (not shown) is fixed to the sleeve 7. In the lower part

гильзы 7 навинчена одним концом гайкаthe sleeve 7 is screwed with one end of the nut

15,котора  упруго св зана другим концом со штоком 8. Между гайкой 15 и штоком 8 упруга  св зь осуществл етс  элементом15, which is elastically connected to the other end with the rod 8. Between the nut 15 and the rod 8, the elastic connection is made by the element

16,компенсирующим во врем  нагрева тер- мйческое расширение детали 10. Индуктор16 compensating for thermal expansion of the part during heating 10. Inductor

дл  нагрева состоит из секций 17 и 18, которые служат соответственно дл  нагрева снаружи и внутри детали. Их расположение относительно друг друга соосное. Кажда for heating consists of sections 17 and 18, which serve respectively for heating outside and inside the part. Their location relative to each other is coaxial. Each

из секций 17 и 18 подключена к генератору- ТВЧ через коммутаторы, представл ющие собой электрически управл емые высокочастотные контакторы 19 и 20, которые св заны с соответствующими им переключател ми 21 и 22 расположени  детали. В качестве переключателей 21,22 в устройстве используютс  конечные выключатели. Они установлены на оси 23, котора  в свою очередь прикреплена к станине 1.from sections 17 and 18 are connected to an HDTV generator through switches, which are electrically controlled high-frequency contactors 19 and 20, which are connected to their respective part location switches 21 and 22. Limit switches are used as switches 21,22 in the device. They are mounted on the axis 23, which in turn is attached to the frame 1.

Дл -перемещени  детали 10 из секции 17 индуктора в секцию 18 предусмотрен механизм подачи, содержащий планку 24, закрепленную на корпусе 4 с возможностью совместного перемещени . К планке 24 с помощью серег 25 крепитс  рычаг 26, кото рый в свою очередь закреплен на станине 1. На планке 24 установлен флажок 27, который при осевом перемещении вверх вместе с планкой 24 попеременно взаимодействует с переключател ми 21 и 22 дл  включени  и отключени  контакторов 19 и 20.For the movement of the workpiece 10 from the inductor section 17 to the section 18, a feed mechanism is provided comprising a bar 24 fixed to the housing 4 with the possibility of joint movement. Lever 26 is attached to plate 24 by means of earrings 25, which, in turn, is fixed on frame 1. On plate 24, flag 27 is set, which, when axially moving upwards together with plate 24, alternately interacts with switches 21 and 22 to turn contactors on and off 19 and 20.

В устройстве содержитс  блок 28 регулировани  мощности нагрева, подключенный к секции 17 индуктора и соединенный с дополнительной секцией 18.The device contains a heating power control unit 28 connected to an inductor section 17 and connected to an additional section 18.

В верхней части корпус. 4 снабжен крышкой 29, в которой в подшипнике 30 установлен с возможностью вращени  полый упор 31. Дл  подачи питани  в сети предусмотрен автомат 32.At the top of the case. 4 is provided with a cover 29 in which a hollow abutment 31 is rotatably mounted in the bearing 30. An automaton 32 is provided for supplying power to the network.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Деталь 10 устанавливают в стакан 9. При этом по верхнему и нижнему торцу де- тали 10, укладывают асбестовые прокладки 12 и 13. В полость детали 10 засыпают дозу металлического порошка 11.Item 10 is installed in the cup 9. At the same time, the asbestos pads 12 and 13 are placed on the upper and lower ends of the part 10, a dose of metal powder 11 is poured into the cavity of the part 10.

Далее производ т стопорение от прово- рота шкива 14 привода вращени  (не пока- зан) и с помощью винтовой передачи, враща  гайку 15, перемещают вверх в осевом направлении шток 8 до тех пор, пока деталь 10 с порошком 11 не переместитс  до стыковки с упором 31 и не произойдет ее зажатие (ем. фиг.2).Next, the rotational drive pulley 14 is not locked (not shown) and, using a screw gear, rotates the nut 15 and moves the rod 8 upward in the axial direction until the part 10 with the powder 11 is moved to the dock with stop 31 and it will not clamp (eat. Figure 2).

Включают автоматический выключатель 32.. Рычагом 26 придают планке 24 с флажком 27 положение, при котором с помощью переключател  21 включаетс  кон- тактор 19, св занный с наружной секцией индуктора, также включаетс  привод вращени  детали (не показан). Осуществл етс  вращение детали и ее нагрев секцией 17 индуктора дл  нагрева снаружи детали до температуры начала спекани  порошкового материала.The circuit breaker 32 is turned on. The lever 26 attaches the bar 24 with the flag 27 to a position at which the contactor 19 connected to the outer section of the inductor is turned on by means of the switch 21 and the part rotation drive (not shown) is also turned on. The part is rotated and heated by the inductor section 17 to heat the part outside to the sintering temperature of the powder material.

По достижении требуемой температуры , не прерыва  вращени , с помощью механизма подачи осуществл етс  даль- нейшее перемещение вверх корпуса 4 устройства . При этом контактор 19 отключаетс . При движении вверх деталь 10 выходит из секции 17 индуктора и располагаетс  относительно секции 18 (см. фиг.З). При этом планка 24 с флажком 27 занимает положение, при котором с помощью переключател  22 включаетс  контактор 20.Про- исходит нагрев предварительно спеченного Upon reaching the required temperature, without interrupting the rotation, the upward movement of the device body 4 is carried out using the feeder. The contactor 19 is then disconnected. When moving upward, the part 10 leaves the inductor section 17 and is positioned relative to the section 18 (see FIG. 3). At the same time, the strip 24 with the flag 27 occupies a position where the contactor 20 is turned on by means of the switch 22. The heating of the pre-sintered

порошка токами высокой частоты секций 18 индуктора дл  нагрева внутри детали.powder currents of high frequency sections 18 of the inductor for heating inside the part.

После окончани  формировани  покрыти  отключают автомат 32 и тем самым прекращают нагрев ТВЧ секцией индуктора 18, а также вращение детали 10. Рычагом 26 перемещают корпус 4 устройства в исходное положение. Производитс  стопорение шкива 14 привода вращени  (не показан). Враща  гайку 15 винтовой передачи осуществл ют разжим детали 10. Деталь извлекают из стакана 9 и охлаждают.After the formation of the coating is completed, the automaton 32 is turned off, and thereby the heating by the HD section of the inductor 18, as well as the rotation of the component 10, is stopped. Using the lever 26, the device body 4 is moved to the initial position. The rotational pulley 14 (not shown) is locked. The screw nut 15 is unscrewed by part 10. The part is removed from cup 9 and cooled.

Пример. Наносили покрытие на втулку длиной I 32 мм, наружный Он и внутренний DBH 2, диаметры которой составл ли соответственно 60 и 50 мм.Example. The coating was applied to a sleeve with a length of I 32 mm, outer He and inner DBH 2, the diameters of which were respectively 60 and 50 mm.

В качестве наносимого порошкового материала использовали самофлюсующийс  порошок на железной основе ПР- Х4Г2Р4С2Ф (ТУ-14-22-14-88), который производит НПО Тулачермет. Удельный вес этого порошка составл етр 7,8 103 кг/м3.The self-fluxing iron-based powder PR-X4G2R4S2F (TU-14-22-14-88), which is produced by NPO Tulachermet, was used as the applied powder material. The specific gravity of this powder was 7.8 103 kg / m3.

Дл  индукционного нагрева втулок использовали ламповый генератор ТВЧ типа ЛПЗ 2-67 М, мощностью 60 кВт и частотой f 63 кГц.For induction heating of the sleeves, an LPCH lamp generator of the LPZ type 2-67 M, with a power of 60 kW and a frequency of f 63 kHz was used.

Нагрев производили двухсекционным индуктором, состо щим из одновитковой секции дл  нагрева детали снаружи и двух- витковойдл  нагрева внутри. Контроль температуры нагрева втулки осуществл ли с помощью оптического измерительного комплекса АПИР-С.The heating was made by a two-section inductor consisting of a single-turn section for heating the part outside and two-stage heating inside. The heating temperature of the bushing was controlled using the APIR-C optical measuring complex.

Необходимую весовую дозу mn наносимого порошкового материала определ ли согласно выражению (8).The required weight dose mn of the applied powder material was determined according to expression (8).

При этом данные дл  расчета - следующие: рп р ПР-Х4Г2Р4С2Ф - 7,8- 103 кг/м3; у ПР-Х4Г2Р4С2Ф 4 106 Ом V1, По - 0,4;The data for calculation are the following: pn p PR-X4G2R4S2F - 7.8–103 kg / m3; at PR-X4G2R4S2F 4 106 Ohm V1, At - 0.4;

503 Л : рп I у (1 - 1, 5П0 /i-f Г17 х {2R-503 у-.(1-1,5 По)  503 L: rp I y (1 - 1, 5П0 / i - f Г17 х {2R-503 у -. (1-1,5 Po)

1-1/21-1 / 2

-3.-3.

v2v2

(1-n0) 503 3,14 7,8- 3,2- 10 4 -10е (1 -1,5-0,4)- 1- 63- 103 х (1 -0,4) х{2 5 -10(1-n0) 503 3.14 7.8- 3.2-1010 -10e (1 -1.5-0.4) -163- 103 x (1-0.4) x {2 5 -ten

-2-2

-503 1-503 1

10 (1-1,5-0,4)10 (1-1.5-0.4)

63 } 7,2 кг63} 7.2 kg

С учетом припуска на последующую ме- хобработку после получени  покрыти  исходную толщину порошкового сло  h0 задавали равной 2 мм. Вес порошка находили из выражени  (7), который при этом составил mn 0, кг. Проверку результатов расчета осуществл ли с помощью формулы (5) дл  определени  глубины скин-сло  Sn при тех же исходных данных и сравнивали с заданной толщиной h0.Taking into account the allowance for the subsequent machining after obtaining the coating, the initial thickness of the powder layer h0 was set equal to 2 mm. The weight of the powder was found from the expression (7), which in this case amounted to mn 0, kg. Verification of the calculation results was performed using formula (5) to determine the depth of the skin layer Sn with the same initial data and compared with a given thickness h0.

Sn-503 (1-1,5no)-f 2 Sn-503 (1-1,5no) -f 2

v3v3

10 3м.10 3m.

-1,584 h0 2-1,584 h0 2

Выбранную весовую дозу mn - 0,92 кг порошка засыпали в полость упрочн емой втулки и закрепл ли в зажимном приспособлении узла вращени  предлагаемого устройства.The selected weight dose mn - 0.92 kg of powder was poured into the cavity of the hardened sleeve and secured in the fixture of the rotating unit of the proposed device.

Нагревали деталь токами высокой частоты секцией дл  нагрева детали снаружи до температуры начала спекани  порошка ПР - Х4Г2Р4С2Ф, котора  предварительно определ лась и составл ла 600°С.The part was heated by high-frequency currents by a section for heating the part from the outside to the temperature of the beginning of sintering of the PR-X4G2R4S2F powder, which was previously determined and was 600 ° C.

Затем нагревали секцией дл  нагрева детали внутри до температуры, определ емой из расчета 0,7-0,9 Тпл.пр-Х4Г2Р4С2Ф. В конкретном значении температура составл ла 1100°С при изотермической выдержке 10 мин. Выбор температуры нагрева наносимого покрыти , например, при нагреве ТВЧ непосредственно порошкового сло  (внутренним индуктором) определ етс  прежде всего температурой спекани  и при- пекани  порошка покрыти  (0,7-0,9 Тпл.по- рошка). Отсюда и выбор, который  вл етс  компромисом между температурой спекани  и минимально возможной изотермической выдержкой. При этом учитываетс  качество получаемых покрытий.Then they were heated by the section for heating the part inside to a temperature determined on the basis of 0.7-0.9 Tpl.pr-X4G2P4S2F. At a specific value, the temperature was 1100 ° C with an isothermal holding time of 10 minutes. The choice of the heating temperature of the applied coating, for example, when heating the high-frequency powder directly with the powder layer (internal inductor) is determined primarily by the sintering and melting temperature of the powder coating (0.7-0.9 Mp.powder). Hence the choice, which is a compromise between the sintering temperature and the lowest possible isothermal exposure. This takes into account the quality of the coatings produced.

По окончании процесса нанесени  покрыти  порошковый слой на внутренней поверхности имел толщину h « 1,3 10 м.At the end of the coating process, the powder layer on the inner surface had a thickness h of 1.3-10 m.

Аналогичные исследовани  по реализации предлагаемого способа проводились на порошках, например, ПЖРВ2 или ЖГрЗ. Результаты по эффективности способа мало чём отличались от приведенного в данном примере материала порошка. Порошок ферросплава ПР-Х4Г2Р4С2Ф, облада  наиболее высокими физико-механическими свойствами как упрочн ющий материал, может найти более широкое применение в народном хоз йстве. .Similar studies on the implementation of the proposed method were carried out on powders, for example, ПЖРВ2 or ЖГрЗ. The results on the effectiveness of the method differed little from the powder material given in this example. The ferroalloy powder PR-X4G2R4S2F, possessing the highest physicomechanical properties as a reinforcing material, can find wider application in the national economy. .

Результаты, достигаемые в процессе исследований , представлены в таблице.The results achieved in the research process are presented in the table.

Формул а изобретени Invention Formula

Claims (3)

1. Способ нанесени  порошковых покрытий на внутренние поверхности деталей преимущественно из ферромагнитных порошковых материалов, включающий загруз ку порошкового материала в полость детали, вращение ее вокруг собственной оси, нагрев токами высокой частоты со стороны наружной поверхности детали и изотермическую выдержку, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  производительности процесса и снижени  энергозатрат , нагрев со стороны наружной1. A method of applying powder coatings on the inner surfaces of parts mainly from ferromagnetic powder materials, including loading the powder material into the part cavity, rotating it around its own axis, heating with high frequency currents from the outer surface of the part and isothermal exposure, which , in order to increase the productivity of the process and reduce energy consumption, heating from the outside поверхности детали ведут до температуры начала спекани  порошкового материала, после чего осуществл ют нагрев токами высокой частоты со стороны внутренней поверхности детали, причем количествоthe surface of the part is brought to the temperature of the start of sintering of the powder material, after which the high-frequency currents are heated from the inner surface of the part, moreover, засыпаемого материала выбирают из услови the material to be filled is selected from the condition тп 2:503 к -рп I у(1 - 1.5 П0) tp 2: 503 k -rp I y (1 - 1.5 P0) -.2Р-503Х|;у(1 -1 ,5П0) (1 -По), -.2P-503X |; y (1 -1, 5П0) (1-Po), где I - длина детали, м;where I is the length of the part, m; РП - уд. .вес материала порошка, кг/см3; у- удельна  электропроводность материала порошка, м 1;RP - ud. weight of powder material, kg / cm3; y is the specific conductivity of the powder material, m 1; По - пористость порошкового сло , об- разующа с  в результате вращени  детали перед началом нагрева;Porosity of the powder layer, resulting from the rotation of the part before the start of heating; f - частота токов при нагреве со стороны внутренней поверхности детали, кГц;f is the frequency of currents when heated from the inner surface of the part, kHz; ft- магнитна  проницаемость порошко- вого сло  с пористостью П0;ft is the magnetic permeability of the powder layer with porosity P0; R - радиус внутренней поверхности детали , м.R is the radius of the inner surface of the part, m 2.Устройство дл  нанесени  порошковых покрытий на внутренние поверхности2. Device for powder coating on internal surfaces деталей преимущественно из ферромагнитных порошковых материалов, содержащее зажимное приспособление;, узел вращени , индуктор дл  нагрева детали снаружи, подключенный к генератору токов высокой частоты через коммутатора и переключатель, с блоком регулировани  его мощности, и механизм подачи детали в индуктор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  энергозатрат , оно снабжено дополнительным коммутатором и переключателем, а индуктор выполнен с дополнительной секцией дл  нагрева детали внутри, подключенной к генератору токов высокой частоты черезparts mainly of ferromagnetic powder materials, comprising a clamping device ;, a rotation unit, an inductor for heating the part outside, connected to a high frequency current generator through a switch and a switch, with a unit for adjusting its power, and a mechanism for supplying the part to the inductor, characterized in that in order to increase productivity and reduce energy consumption, it is equipped with an additional switch and a switch, and the inductor is made with an additional section for heating the part inside, connected constant generator to a high frequency current through the дополнительный коммутатор и дополнительный переключатель.additional switch and additional switch. 3.Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что блок регулировани  мощности нагрева соединен с дополнительной секцией индуктора.3. The device according to claim 2, characterized in that the heating power control unit is connected to an additional section of the inductor. (jit/S.I(jit / S.I 3232 Сеть „Network " ггов Lgg l Л пере люна; , теАЮпоз.21L is long; , item аbut J/J / 30 Я30 I Кпереключа- лгслго поз. ZZKpereklyucha- lgslo poses. Zz Фиг.22
SU894782587A 1989-11-21 1989-11-21 Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method SU1719161A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894782587A SU1719161A1 (en) 1989-11-21 1989-11-21 Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894782587A SU1719161A1 (en) 1989-11-21 1989-11-21 Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1719161A1 true SU1719161A1 (en) 1992-03-15

Family

ID=21491665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894782587A SU1719161A1 (en) 1989-11-21 1989-11-21 Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1719161A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дорожкин Н.Н. Упрочнение и восстановление Деталей машин металлическими порошками. Минск: Наука и техника, 1975, с. 125-127. Ярошевич В.К., Белоцерковский М.А. Антифрикционные покрыти из металлических порошков. Минск:-Наука и техника. 1981, с. 56-58. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101530106B1 (en) Semi-liquid metal processing and sensing device and method of using same
US4723996A (en) Method and device for producing refractory materials by induction
TW539584B (en) Apparatus for molding metals
CN113061741B (en) Electroslag remelting composite device and method for improving temperature distribution of slag bath by external magnetic field
US5563904A (en) Process for melting an electroconductive material in a cold crucible induction melting furnace and melting furnace for carrying out the process
SU1719161A1 (en) Method of applying powdered coating on inner surfaces process for parts and apparatus for realizing the method
JP2008118731A (en) Heating device and heating method for stator coil and core
US5901169A (en) Apparatus for discharging molten matter from cold crucible induction melting furnace
WO2006024899A1 (en) Casting method and apparatus
WO1991015093A1 (en) Heating device
KR940007853B1 (en) Method of producing bimetal for use as material for plain bearing
EP0094820B1 (en) Method and apparatus for manufacturing a composite steel ingot
CA1198157A (en) Casting technique for lead storage battery grids
US6240120B1 (en) Inductive melting of fine metallic particles
US4460524A (en) Method for heating a riser of molten refractory material
JPH0683888B2 (en) Pressure casting equipment
US3581040A (en) Forming of thin metal filaments
US5755272A (en) Method for producing metal matrix composites using electromagnetic body forces
CA1238185A (en) Electromagnetic metal melt pump for pumping out and charging the molten from a furnace
US5174001A (en) Method and apparatus for finishing grooved articles
JP2007014966A (en) Method and apparatus for producing inner-surface coated cylindrical body
RU2637205C2 (en) Method for centrifugal bimetallization of bushings with high-frequency currents
SU1088885A1 (en) Apparatus for depositing coating from metal powder on an article
SU959925A1 (en) Method of producing porous coating of metallic powder
EP0587560A1 (en) Method and apparatus for producing metal matrix composites using electromagnetic body forces