Способ нанесения покрытия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН д 4 В 23 Н 9/О фр. ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт прикладной физики АН МССР(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение относится к электроэрозионному нанесению покрытий на металлические поверхности деталей. С целью улуч 801255331 щения качества покрытия последовательно возбуждают бесконтактный и контактный разряды между поверхностью детали и дополнительным и основным электродами. Контактный разряд возбуждают с задержкой по отношению к бесконтактному, равной (0,2 - 0,5) тб, где ть - длительность бесконтактного разряда, превышающая длительность контактного разряда в 1,5 - 2,0 раза, причем межэлектродный зазор, образованный дополнительным элементом и поверхностью детали выбирают в интервале 1,5 - 2,0 мм. 1 ил.Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электроэрозионномунанесению покрытий на металлические поверхности детали.Целью изобретения является улучшениекачества покрытия за счет последовательного возбуждения бесконтактного и контактного электрических разрядов между поверхностью детали и дополнительным и основным электродами, 10На чертеже приведена схема осуществления способа нанесения покрытия.Способ осуществляется следуюшим образом.Контактный разряд возбуждают с задержкой по отношению к бесконтактному, составляющей (0,20,5) тб, где тв - длйтельность бесконтактного разряда, превышающая длительность тк контактного разряда ь 1,5 - 2,0 раза, при этом межэлектродный зазор, образованный дополнительным элементом и поверхностью детали, выбирают в интервале 1,5 - 2,0 мм. Вначале на обрабатываемую поверхность воздействуют бесконтактным разрядом, возбуждаемым между дополнительным элементом электрода-инструмента и деталью, когда расстояние между ними 25 1,5 - 2,0 мм. При таком межэлектродном промежутке за счет перераспределения энергия разряда между электродами и каналом разряда, его интенсивном расширении и миграции опорных пятен канала по поверхности детали (катода) разряд горит без эро зии основного материала обрабатываемой поверхности, при этом в пределах опорных пятен происходит испарение поверхностных загрязнений (окислов, окалины и т.п.).Диаметр катодного следа при данных условиях разряда находится в пределах 35 3,0 - 12,0 мм. При таком диаметре катод- ного следа и миграции самого разряда по поверхности детали (анода) происходит первичная обработка поверхности, на которую затем осуществляют перенос материала покрытия.40Возбуждение контактного разряда с задержкой (0,2 - 0,5) и соответствует тому времени, которое необходимо для полной очистки поверхностного и приповерхностного слоев детали. 45В связи с тем, что контактный разряд, который является рабочим разрядом, возбуждают с задержкой относительно бесконтактного, очищающего разряд, и длительность его в 1,5 - 2,0 раза меьше ть, происходит не только предварительная очистка об рабатываемой поверхности, но и защита формируемого покрытия от воздуха в зоне обработки, Расширяющийся фронт канала бесконтактного разряда и затем плазменное облако вытесняют воздух из зоны контактного разряда и тем самым обеспечи вают защиту от его воздействия наносимого слоя как в период переноса жидкой и паровой фазы, так и в период их последующего охлаждения на обрабатывае.мой поверхности.Межэлектродный зазор, образованныйдополнительным элементом электрода-инструмента и обрабатываемой поверхностью,выбирают в интервале 1,5 - 2,0 мм, которыйобеспечивает эффективную очистку обрабатываемой поверхности и ее локальный нагрев.При выходе за указанный интервал всторону уменьшения на обрабатываемой поверхности появляются следы эрозии и уменьшается величина катодного следа. Это, какпоказал металлографический и рентгенофазовый анализ, приводит к уменьшению сплошности (не превышает 76 Я) и равномерностипокрытия по толщине, определяемой отношением максимальной толщины нанесенногослоя к минимальной (не ниже 2,4). Приэтом фазовый состав покрытия неоднородный, В покрытии присутствуют окислы железа и нитриды железа,При межэлектродном промежутке, большем 2 мм, эффект очистки уменьшается икатодный след теряет сплошность (состоит из отдельных неопределенной формыучастков). Сплошность покрытия не превышает 75 Я, равномерность по толщине2,5 и более (измеряется отношение максимальной толщины покрытия к минимальной).Длительность бесконтактного разряда должна быть в 1,5 - 2,0 раза больше длительности контактного разряда для максимально возможной защиты формируемого покрытия от межэлектродной среды и оптимального теплового воздействия бесконтактного разряда на это покрытие. Не соблюдение этого условия приводит к тому, что в случае, когда длительность бесконтактного разряда превышает длительность контактного менее чем в 1,5 раза, в покрытии наблюдается присутствие окислов железа и загрязнения. В случае, когда длительность бесконтактного разряда превышает длительность контактного более чем в 2 раза, наблюдается перегрев формируемого покрытия и насыщение его ионами азота и кислорода, имеющимися в плазме бесконтактного разряда. Эксплуатационные характеристики покрытия в этом случае сравнительно низкие: сплошность 73 - 76 Я, равномерность не меньше 2,4.Задержка контактного разряда относительно бесконтактного выбрана из условия получения предварительной очистки поверхности перед формированием слоя контактным разрядом и ограничения воздействия на поверхность плазмы бесконтактного разряда. При задержке, меньшей 0,2 тб, не успевают пройти процессы предварительной очистки поверхности, а при задержке, большей 0,5 т ь., на очищенную поверхность воздействуют ионы азота и кислорода из плазмы бесконтактного разряда. Это приводит к ухудшению свойств поверхности перед нанесением материала покрытия и, следовательно, ухудшению свойств самого покры1255331 Формула изобретения 10 Составитель С НикифоровТехред И. Верес Корректор М. ДемчикТираж 1001 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушскан наб., д. 4/5филиал ППП Патентз, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор И. НиколайчукЗаказ 4757/14 тия. Сплошность его не превышает 77 Я, а равномерность равна 2,4.Электрод-инструмент состоит из основного 1 и дополнительного 2 элементов, разделенных изолирующей прокладкой 3. При этом электрод-инструмент может быть выполнен коаксиальным. Основной элемент 1 представляет собой стержень диаметром 1 - 4 мм. Дополнительный элемент 2 выполнен в виде цилиндра с внутренним диаметром 2 - 8 мм. При нанесении покрытия электроду-инструменту сообщают движение вибрации относительно детали 4.Улучшение качественных характеристик покрытия является следствием того, что перед нанесением покрытия обрабатываемая поверхность подвергается очистке без эрозии бесконтактным разрядом, который продолжается в течение всего формирования покрытия и вытесняет воздух из зоны обработки, сохраняя чистоту формируемого покрытия от загрязнений. В связи с этим покрытие обладает сплошностью 88 - 95 о 4, равномерностью 1,7 - 1,9 и чистотой фазового состава.Кроме того, наблюдается значительное увеличение толщины формируемого покрытия, так как бесконтактный разряд повышает температуру поверхности в зоне обработки до 200 в 4 С, что способствует уменьшению остаточных напряжений (происходит отжиг) и, следовательно, получению более толстых покрытий. Толщина полученных покрытий 40 - 50 мкм 1 при известном способе 25 - 35 мкм). Способ нанесения покрытия на поверхность детали контактным и бесконтактным электрическими разрядами, возбуждаемыми соответственно между основным и изолированным от него дополнительным элемен тами электрода-инструмента и поверхностьюдетали, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества покрытия, контактный разряд возбуждают с задержкой относительно бесконтактного, равной (0,2 - 0,5)тв, где тв - длительность бесконтактного разряда, составляющая 1,5 - 2,0 длительности контактного разряда, при этом межэлектродный зазор между дополнительным элементом и поверхностью детали выбирают в интервале 1,5 - 2,0 мм.