SU1733506A1 - Способ нанесени покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нанесению покрытий на издели  натиранием и может найти применение при защите поверхностей массивных цилиндрических изделий, например прокатных валков. Цель изобретени  - повышение износостойкости и однородности покрытий по толщине и увеличение съема материала покрыти  с ворса щетки. На поверхности издели  создают предварительно микрорельеф за счет ее контактировани  с двум  противоположно вращающимис  щетками. Линейную скорость конца ворса щетки определ ют из соотношени  (0,1 Тмп/Тв) (VB/VLU)

Description

СО

с

Изобретение относитс  к нанесению покрыти  на поверхность изделий трением и может быть использовано дл  нанесени  защитных покрытий щетками на поверхность массивных цилиндрических изделий, например прокатных валков.

Известен способ нанесени  покрытий, осуществл емый устройством, в котором покрытие нанос т за счет одновременного контакта щетки с материалом покрыти  и деталью. При этом на качество покрыти  вли ют изменением жесткости ворса щетки посредством сжимающих роликов.

Однако изменение жесткости ворса приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности, снижает скорость перемещени  концов ворсинок относительно поверхности, что ограничивает толщину наносимого покрыти , снижает производительность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ нанесени  покрытий на проволоку , включающий натирание противоположно установленными вращающимис  щетками поверхности двигающейс  проволоки, при этом в процессе натирани  проволоке сообщают крутильные колебани  на угол 20-90° относительно ее продольной оси при отношении частоты колебаний к скорости движени  проволоки от 5 до 50.

Однако использование этого способа дл  нанесени  покрытий на цилиндрические массивные издели , например на прокатные валки, св зано с р дом трудностей. Обычно покрыти  на такие детали нанос т на токарных или вальцешлифовальных станках , где продольна  скорость перемещени  деталей невелика (до 0,1 м/с), в св зи с чем частота крутильных колебаний будет в преVJ

CJ GJ СЛ О О

делах 0,5-5 Гц. Создать такие колебани  дл  прокатных валков, которые  вл ютс  массивными детал ми, практически невозможно , а без этого не получитс  равномерного по толщине и износостойкого покрыти .

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости и однородности покрытий по толщине и увеличение сьема материала покрыти  с ворса щетки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе нанесени  покрытий, включающем натирание вращающейс  металлической щеткой, наход щейс  в контакте с материалом покрыти  поверхности движущегос  в осевом направлении издели  с од- повременным его вращением, на поверхности издели  предварительно создают микрорельеф за счет контактировани  ее с двум  противоположно вращающимис  щетками, линейную скоро- сть конца ворса которых по наружному диаметру определ ют из соотношени 

п 1 Тмп VB п 2 Тмп

и, i т - . . - u,i . I в щI в

где VB - линейна  скорость вращени  точек поверхности валка;

Ущ- линейна  скорость ворса щетки по наружному диаметру;

Тмп, Тв - твердость материалов покрыти  и валка соответственно.

На фиг.1 показана схема реализации способа; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Нанесение покрыти  на поверхность валка осуществл етс  следующим образом.

Зажатый в центрах 1 токарного станка прокатный валок 2 отводитс  в крайнее правое положение. Затем валок 2, враща сь с линейной скоростью VB, начинает перемещатьс  в осевом направлении со скоростью подачи Упод. При этом каждый участок по- верхности валка 2 перед тем, как войти в контакт со щеткой 3, натирающей поверхность валка материалом покрыти  4, последовательно проходит зоны контакта со щетками 5 и 6, оси которых перпендикул р- ны поверхности валка 2, линейна  скорость вращени  концов ворса равна Ущ. Направление вращени  щеток 5 и б противоположно друг другу. После обработки в зонах контакта со щетками 5 и б на поверхности обрабатываемого участка валка 2 образуетс  микрорельеф в виде пересекающихс  рисок . При дальнейшем перемещении обработанного участка в осевом направлении он входит в контакт со щеткой 3, кото- ра  наносит не его поверхность материал покрыти  4.

Перемещение валка 2 в осевом направлении осуществл етс  до тех пор, пока щетка 3 не обработает всю поверхность прокатного валка. Линейна  скорость вращени  VB валка 2 определ етс  с учетом соотношени .

Пример. Наносили покрытие из титана на прокатный валок из незакаленной стали 70. Диаметр бочки валка D 370 мм; диаметр ворса 0,2 мм; диаметр щеток по концам ворса d 260 мм; углова  скорость вращени  щеток п 3000 об/мин; твердость поверхности валка 35 НРС; твердость материала покрыти  (П) 90 HRB; требуема  толщина покрыти  10-15 мкм; линейна  скорость концов ворса щеток

п d п 3.14-260 3000

60

40,8 (м/с).

Линейна  скорость точек поверхности валка определ етс  следующим образом (значение коэффициента 0,13):

Ув Ущ(0,13)40,8 -0,13 I воо

13,63 м/с.

Углова  скорость вращени  валка равна 60 Ув 60 13.63 103

Пв  О3,14 370

700 об/мин

Скорость осевой подачи валка принимаем такой, чтобы при каждом обороте валка происходило перекрытие зон обработки от щетки, нанос щей покрытие, т.е. чтобы за один оборот валка величина его осевого перемещени  не превращала ширины щетки

где S - ширина щетки.

Принима  S 25 мм, получим /Под 25 700/60 290 мм/с.

Принимаем Упод 20 мм/с. В этом случае толщина покрыти  t составит 15 + 2 мкм,

Опробованы также следующие режимы

нанесени  покрытий: VB 0,1-Ущ -

Тв 10,49 (м/с); пв 540 об/мин; Ув 0,2 Ущ х

х 20,98 (м/с); пв 1080об/мин; пв I в

300 об/мин при Ув 10,49 (м/с); пв 1300 об/мин при Ув 20,98 (м/с).

Скорость осевой подачи валка во всех случа х была одинаковой (20 мм/с). Количество проходов валка - 1. После нанесени  покрытий изготовлены темплеты отдельных участков прокатных валков, по которым измер лась толщина полученного титанового покрыти  и его износостойкость. Износостойкость определ лась на машине трени  и оценивалась временем, в течение которого за счет трени  стального диска (без смазки ) по покрытию (при одинаковом дл  всех

темплетов усилии прижати ) полностью удал лось покрытие. Наличие титанового покрыти  контролировалось методом рент- геноструктурного анализа на аппарате Дрон-УМ1 по специальной программе.

Кроме того, наносилось покрытие без создани  микрорельефа на поверхности, по известному способу (но без крутильных колебаний ).

Результаты измерений толщины покрыти  и износостойкости приведены в таблице .

Анализ данных, приведенных в таблице , показывает, что в пределах указанного интервала (режимы 1 и 2) уменьшение толщины покрыти  в сравнении с оптимальным режимом составило около 15%, при этом однородность покрыти  по толщине почти не изменилась и срок службы валков повысилс  на 10-15%; ниже и выше оптимального интервала (режимы 3 и 4) толщина покрыти  уменьшилась почти на 40%, при этом почти в 2 раза увеличилс  разброс значений толщин, т.е. увеличилась неоднородность наносимого покрыти  на толщине.

0

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ нанесени  покрытий, преимущественно на прокатные валки, включающий натирание вращающейс  металлической щеткой, наход щейс  в контакте с материалом покрыти  поверхности движущегос  в осевом направлении издели  с одновременным его вращением, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости, однородности покрытий по толщине и увеличени  съема материала покрыти  с ворса щетки, на поверхноси издели  предварительно создают микрорельеф за счет контактировани  ее с двум  противоположно вращающимис  щетками, линейную скорость конца ворса которых по наружному диаметру определ ют из соотношени 

   0.1 Тмп VB Ј10.2 Тмп. Тв ViqTB

   где VB - линейна  скорость вращени  точек поверхности вала;

   Ущ - линейна  скорость ворса щетки по наружному диаметру;

   Тмп, Тв - твердость материалов покрыти  и валка соответственно.

   А