Спосіб одержання покриття, стійкого проти спрацювання

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ о СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (19) л SU ( 1 1 ) J417324 A1 (51) 4 Б 23 К 13/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ O P " j^k » • ідам «•• | •» »™» &*>* lam 8»°#I | | | • #**! Пив lanl І Л y m j к» В L B I r l l I H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4108487/23-27 (22) 09.06,86 (71) Украинский няучно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи {72) А.Н.Гладченко, В.Г.Зверлин, С.Н.Король и В.В.Левин (53) 621.791.77(088.8) (56) Фомин Н.И. и др. Электрические печи и установки индукционного Нагрева. Н.: Металлургия, 1979, с, ІЗ, 195. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении износостойких деталей типа тел вращения, в том числе сложной геометрической , формы. Цель - повышение качества покрытия за счет предотвращения стекания напыленного слоя с поверхности деталей при оплавлении. На поверхность изделия напыляют защитный слой, который затем оплавляют. Оплавление ведут путем косвенного индукционного нагрева. При этом изделие вращают с заданной скоростью и осуществляют подачу защитного газа по определенной программе. Применение косвенного нагрева обеспечивает необходимую мягкость в поднятии температуры и равномерность нагрева поверхности сложной формы. Скорость вращения изделия выбирается такой, что с одной стороны не происходит стекания оплавленного покрытия, а с другой - не происходит разброс жидкого металла. 1 табл. 1 ил. (Л 00 N3 30-88 РПФ 1 1417324 Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно химического и полимерного. Оно может быть использовано для увеличения срока г службы червяков экструдеров, шнеков различных питателей и смесителей, а также может найти применение в любых других отраслях машиностроения при изготовлении износостойких деталей 10 типа тел вращения, в том числе сложной геометрической формы, где изнашиванию подвергается вся криволинейная поверхность. Детали такого типа применяются в насосном машинострое- 15 нии, обогатительном оборудовании, пищевой промышленности и ряде других отраслей. Целью изобретения является повышение качества покрытия за счет предот-20 вращения стекания напыленного слоя с поверхности деталей сложной формы при оплавлении. Описываемый способ заключается в том, что на поверхность изделия напьт- " ляют защитный слой, который затем оплавляют. Процесс оплавления напыленного слоя ведут путем косвенного индукционного нагрева. При этом изделие помещают в ^0 реторту из нержавеющей стали, а реторту размещают в индукторе. В процессе нагрева изделие вращают, поддерживая отношение квадрата линейной окружной скорости участков оплавляемой поверх-35 ности к радиусу детали в пределах 0,27-0,80 м/с . В процессе нагрева осуществляют подачу защитного г а з а , поддерживая скорость его подачи в пределах 2-4 л/мин, а в момент дости- 40 жения оплавления скачкообразно увеличивают скорость подачи до 10-12 л/мин и одновременно прекращают индукционный нагрев. даемого индуктора 8, длина которого не менее длины оплавляемой секции червяка. Применение косвенного нагрева обеспечивает необходимую мягкость в поднятии температуры, а главное, поскольку нагрев изделия фактически идет излучением от раскаленного корпуса реторты, то достигается относительно равномерное распределение температуры между участками, расположенными на разных расстояниях от стенок ретортьи Это и обеспечивает возможность равномерного и быстрого нагрева напыленной поверхности деталей, имеющих сложную геометрическую форму. Скорость вращения оплавляемого изделия должна быть такой, чтобы, с одной стороны, не происходило стекания оплавленного покрытия (при слишком малых скоростях), а с другой (при слишком больших) не происходило разброса жидкого металла за счет чрезмерного увеличения центробежной силы, На оплавленную поверхность изделия в самой неблагоприятной нижней точке действуют следующие силы: сила веса (Уа), сила адгезии к твердой поверхности подложки ( F a ) , сила поверхностного натяжения (FftH1 и центробежная сила (Fn,$-} . Стеканию капли способствуют силы Та и У„ gи препятствуют силы F a и F n H , Поэтому условием удержания оплавленной капли в нижней точке диаметра будет: Fa+Fttg£Fa + +Fn.H или F ^ F ^ + F ^ - F ^ { I ) Поскольку правая часть уравнения ( } постоянная величина, а левую мы 1 можем выразить как ь --- , где m К масса жидкого металла (примем ее равной 1 г ) , V - окружная линейная скорость, м/с, а R - радиус оплавленного участка, м, то условие удержания капли a і mV , V ,., - - - < const или щ- и и с* ' диаметр внутреннего отверстия 50 50 мм, длина детали - 120 мм. Минина впадинах червяка: мальная толщина стенки - 5 мм, максим / с 0 »09 ( 3 0 об/мин); мальная - 20 мм, углы наклона передней и задней граней витков червяка с V*UH я 0±0Ш м нормалью и его оси соответственно 0,03З "••' с"* ' R" оО ' 55 равны 15° и 30°. Червяк двухзаходный. >, 12 м/с (40 об/мин); Напыляемое покрытие - гранулированный сплав ПГ-СР-4 - с размерами частиц 50-160 мкм. Защитный газ - аргон Из таблицы видно, что хорошее формирование достигается, когда линейная скорость оплавляемой поверхности находится в пределах 0,09-0,19 м/с, 3 5 что соответствует центробежной силе в (0,3-0,77)•10" н, действующей на каждый грамм массы оплавляемой поверхности. При этом величины отношения „ 5 1417324 марки А. Предварительно напыленная зовой горелкой, которое требует учадеталь с толщиной слоя 1,3-1,5 мм постия высококвалифицированного рабомещалась в условно герметичную реторч е г о , непрерывной предельной конценту из нержавеющей стали, расположентрации внимания и не гарантирует станую горизонтально и ей сообщалось бильного к а ч е с т в а . Кроме т о г о , произвращение со скоростью 30-40 об/мин. водительность предложенного способа Через штуцер, расположенный в нижней оплавления намного выше, чем при опчасти реторты у ее заглушённого торлавлении газовой горелкой: весь цикл ца, подавался аргон. Расход аргона 10 оплавления одной секции червяка устанавливался в пределах 2-4 л/мин 0 9 0 мм составляет 5-6 мин, против и после продувки реторты 5-ти кратным 25-30 мин при ручном оплавлении г о объемом г а з а включался ее нагрев нарелкой. ружным спиральным индуктором. На индуктор подавалось питание от высоко- 15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я частотного генератора ВП4-100/8, ток генератора при частоте 8000 Гц состаСпособ получения износостойкого влял 50-60 А, потребляемая мощность покрытия деталей типа тел вращения 18-20 кВт. При этом обеспечивался напутем напыления защитного слоя на погрев реторты до температуры 110020 верхность изделия и его последующего 1200°С (режим нагрева контролировался нагрева и оплавления в защитной а т с помощью платино-платинорудневой мосфере с применением индукционного термопары ТПП-0555). нагрева и вращения изделия вокруг Момент оплавления покрытия фиксировался визуально по появлению " з е р кального эффекта" через смотровое отверстие в реторте, закрытое кварцевым стеклом. С целью кристаллизации покрытия в момент расплавления р а с ход аргона скачкообразно повышали с 2-4 до 10-12 л/мин с одновременным выключением индукционного нагрева. Выключение вращения изделия производили после того, как оплавленный слой закристаллизовался, а отключение п о дачи защитного газа - после охлаждения секции червяка до 750-700°С. Главным техническим достоинством данного способа является возможность произвести качественное оплавление напыленного слоя на деталях такой сложной формы, как червяки и шнеки. Эта технология значительно надежнее, чем оплавление вручную г а оси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, с целью повышения качества покрытия изделий сложной геометрической формы за счет предотвращения стекания напыленного слоя с поверхности изделия при оплавлении, обрабатывае30 мое изделие размещают в р е т о р т е , индукционный нагрев изделия осуществляют косвенным путем, размещая реторту внутри индуктора, вращение изделия осуществляют со скоростью, обеспечи35 вающей отношение квадрата линейной окружной скорости участков оплавляемой поверхности к радиусу изделия в пределах 0,27-0,80 м/с , скорость подачи защитного г а з а устанавливают в пределах 2-4 л/мин до оплавления, по40 сле чего скачкообразно увеличивают скорость подачи защитного газа до 10-12 л/мин и одновременно прекращают индукционный нагрев. 25 что, 417 б 5 Редактор Н.Гаврилина Заказ 814/ДСП Составитель Э.Ветрова Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско Тираж 700 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4