способ нанесения металлических покрытий на наружную поверхность деталей

Формула изобретения

Способ нанесения металлических покрытий на наружную поверхность деталей, включающий загрузку шихты в форму, ее вращение и нагрев, отличающийся тем, что частоту вращения формы задают из условия равномерного распределения расплавленного металла по ее поверхности, после чего вводят внутрь формы деталь, а частоту вращения формы замедляют до величины, достаточной для заполнения расплавом зазора между формой и деталью, затем осуществляют выдержку до тех пор, пока деталь нагреется до необходимой температуры, после которой нагрев прекращают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности деталей.

Известен способ нанесения покрытий на наружную поверхность деталей, включающий помещение порошка в зазор между деталью и формой, нагрев и перемещение детали с формой (А. С. 645757, МКИ В 22 F 7/04, приоритет от 12.07.76).

Однако данный способ имеет высокую трудоемкость. В качестве ближайшего аналога выбран способ нанесения покрытий из порошковых материалов на наружную поверхность деталей, включающий загрузку порошка в форму с установленной в ней деталью, вращение формы вокруг оси и нагрев (Ярошевич В.К., Белоцерковский М.А. Антифрикционные покрытия из металлических порошков "Наука и техника", 1981, с. 63-64).

Данный способ трудоемок и малопроизводителен, требует применения сложной технологической оснастки (формы и устройства для крепления детали).

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение - снижение трудоемкости и повышение производительности процесса нанесения покрытия на наружную поверхность детали, а также упрощение конструкции технологической оснастки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе нанесения металлических покрытий на наружную поверхность деталей, включающем загрузку шихты в форму, ее вращение и нагрев, согласно изобретению частоту вращения формы задают из условия равномерного распределения расплавленного металла по ее поверхности, после чего вводят внутрь формы деталь, а частоту вращения формы замедляют до величины, достаточной для заполнения расплавом зазора между формой и деталью, затем осуществляют выдержку, после которой нагрев прекращают.

Нанесение покрытия указанным способом обеспечивает значительное снижение трудоемкости и повышение производительности процесса, а выдержка детали в расплаве необходима для выхода из расплава шлака, нагрева детали, что гарантирует надежное сцепление двух материалов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана начальная стадия процесса, когда шихта, засыпанная в форму, еще не расплавилась, на фиг.2 - расплав распределился по поверхности формы и туда введена деталь, на фиг.3 - частота вращения формы замедлена, и расплав заполнил зазор между формой и деталью.

Способ осуществляют следующим образом. Графитовую форму 1 (фиг.1) закрепляют на основании 2, соединенном с приводом вращения. Внутрь формы 1 загружают шихту 3 (порошок или стружка, смешанные с флюсом), после чего включают привод вращения и высокочастотный генератор, посредством индуктора 4 нагревающий форму и через нее шихту. После расплавления шихты расплав 3 под действием центробежной силы распределяется по поверхности формы 1 и тогда внутрь формы по направляющей 5 вводится деталь 6 (см. фиг.2). После этого частоту вращения замедляют, и расплав 3, опускаясь под собственным весом, заполняет зазор между формой 1 и деталью 6. При данной частоте вращения формы осуществляют выдержку до тех пор, пока деталь нагреется до необходимой температуры, которая зависит от природы наносимого металла, после чего нагрев прекращают, а после застывания расплава деталь с покрытием вынимают из формы.

Осуществление процесса предлагаемым способом значительно снижает трудоемкость и повышает производительность процесса за счет более простой и быстрой загрузки шихты, установки и снятия детали. Причем загрузку шихты и установку детали можно осуществлять при вращающейся форме. Значительно упрощается конструкция технологической оснастки, необходимая для реализации способа.

Пример выполнения способа.

На стальную втулку с наружным диаметром 40 мм осуществляли нанесение покрытия из бронзы Бр 05Ц5С5 толщиной 2 мм (зазор между формой и деталью). Начальную частоту вращения формы задавали из расчета обеспечения линейной скорости на ее внутренней поверхности 6 м/с. Нагрев осуществляли с помощью высокочастотного генератора ВЧГ10/0.44, а температуру детали измеряли радиационным пирометром "ТЭРА-50" и потенциометром КСП-3. После расплавления шихты деталь вводили внутрь формы, а ее частоту вращения снизили до скорости 2 м/с и выдерживали 20 с до нагрева детали до 700^oС, после чего нагрев выключили. Исследование нанесенного слоя бронзы показало, что его сцепление с основой и качество слоя высокие, отсутствуют поры, раковины и несплавления с основой.

Использование предлагаемого способа позволяет получать покрытия на наружной поверхности деталей с гораздо меньшей трудоемкостью и более высокой производительностью, чем по известному способу. Нанесенные покрытия имеют высокие показатели прочности сцепления и качества рабочего слоя.