Способ электроэрозионного легирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХШИФПтНИтипРЕСПУБЛИК 6% (11) з(я) В 23 Р 1/18 с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЗТИЙ(71) Институт прикладной физикиАБ Молдавской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 965700, кл. В 23 Р 1/18, 1982(54)(57) 1. СПОСОВ ЭЛККтРОЭРОЗИОББОГО ЛЕГИРОВАНИЯ свободными электродами, которым сообщают движение относительно обрабатываемой поверхности посредством движущегося токонесущего элемента по траектории эквидистантной обрабатываемой поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью понышения производительности процесса, свободные электроды в виде капель калибруют путем пропускания через рабочую зону между токо- несущим элементом и деталью, причем форму активной зоны токонесущего) элемента и траекторию подачи капель выбирают таким образом, чтобы контакт капель с токонесущим элементом предшествовал контакту капель с деталью, при этом отношение диаметра капель к расстоянию между деталью и токонесущим элементом выбирают в интервале 1,2 - 1,6.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при прохождении капель через рабочую зону амплитуду тока в импульсе задают в диапазоне 20-500 А при напряжении 0,5-5 В.Изобретение относится к электрофиэическим и электрохимическим методам обработки и, в частности, можетбыть использовано при электроэрозионном легировании поверхностей 5деталей из токопроводящих материалов.Известен способ электроэрозионного легирования, в котором покрытияформируют посредством материала гранул, являющихся свободными электродами, перемещающимися по поверхности детали .токонесущими элементами,движущимися по траектории эквидистантной обрабатываемой поверхности 1.Недостатком этого способа, каки других вариантов контактного электроискрового легирования, являетсябольшая энергоемкость процесса, Зна- щчительиая часть энергии разряда тратится на эрозию материала обрабатывающего электрода, идущего на обра,зование покрытия. Например, энергоемкость режимов обработки на промышленных установках находится впределах 10 - 10 Дж/г. Это является существенным препятствием дляповышения производительности процесса,Цель изобретения - повышение производительности процесса.Поставленная цель достигается тем, что при легировании свободными электродами, которым сообщают движение относительно обрабатываемой поверхности посредством движущегося токонесущего элемента по траектории эквидистантной обрабатываемой поверхности, свободные электроды в виде капель калибруют путем пропускания через рабочую зону между токонесущим элементом и деталью, причем форму активной зоны токонесущего элемента и траекторию подачи капель вы.бирают таким образом, чтобы контакт капель с таконесущим элементам предшествовал контакту капель с деталью, при этом отношение диаметра капель к расстоянию между деталью и токонесу О щим элементом выбирают в интервале 1,2-1,6.Кроме того, используют импульсы тока от источников постоянного тока с рабочим током в диапазоне 20-500 А 55 при напряжении 0,5-5 В, получаемые при прохождении капель жидкого металла через рабочую зону. На фиг, 1 показана схема реализации способа; на фиг.2 и 3 - примеры реализации многоконтурных схем легирования от одного питателя с индивидуальными питателями соответственно,Из емкости 1 с расплавленным металлом с помощью дозатора-калибратора 2 подаются с фиксированной час. татой капли жидкого металла на наклонную поверхность токонесущего элемента 3, по которой они скатываются в рабочую разрядную зону. Разрядная цель состоит из капли жидкого металла и токонесущего элемента, В этом случае капля металла электрически соединена с токонесущим элементом на протяжении всего пути. При приближении капли к поверхности детали на расстояние, равное пробивному, между каплей жидкого металла и деталью возникает электрический разряд. Часть жидкого металла, попадающего в канал разряда, переносится на катод-деталь, взаимодействует с ним и образует покрытие. Оставшаяся часть, проходя рабочую зону, замыкает накоротко раз,рядную цепь. По капле некоторое время протекает ток короткого замыкания, который еще больше способствует взаимодействию жидкого металла и подложки. Невзаимодействующая часть материала под действием сил тяжести падает в накопительный бункер 4, При необходимости получения покрытий сложного состава возможно использованиев качестве наносимого материала дисперсных частиц 5 с каплями расплава.Для обеспечения надежного инициирования разрядов каплями металла их диаметр должен превышать расстояние между деталью и токонесущим элементом. При отношении этих размеров менее 1,2 за счет колебания размеров капли при ее движении через ак тивную зону возможно прохождение это го участка беэ инициирования электрических разрядов, что приводит к уменьшению коэффициента использования импульсов тока. Диаметр капель задается диаметром выходного сопла калибратора и длительностью отнирания заслонки. При отношении указанных размеров более 1,б время капли активной зоны больше, Вследствие этого источник находится длительное время в замкнутом состоянии,что также отрицательно сказывается на проКачествослоя Приростмассы Расстоя- азмер ние между апель электрода ми и де- талью Наносимый Частота Иатериалдетали материал следовкапель,1/с детали Сплош. 507.Сплош. 987. 0,05 1,б 10 Ст. 10 0,18 2,0 0,26 2,4 0,21 0,07 2,6 Растут бугры 0,06 2,8 Сплош. 50-60 Х 1,6 0,07 1,5 10 0,22 1,8 0,28 2,0 Слог равномерныеСплош. 987. 0,20 2,6 0,04 Растут неровностиСплош. 997. РЬ+Тд 1 О(порош)10 Тх 0,25 20 Сплош 997. 0,24 2,0 изводительности процесса и качестве сформированных слоев.В качестве источников импульсов могут быть использованы установки для контактного электроискрового легирования. Кроме того, с целью упрощения бборудования, могут быть использованы источники постоянного тока с напряжением 0,5-5 В и током 20-500 А, При значениях параметров источника меньше укаэанных пределов эффективность процесса резко падает иэ-за несплошности и неравномерности покрытий), а при токах и напряжениях выше указанных выделение энергии в рабочем объеме превышает критическое знавение и приводит к разбрызгиванию материала капли и к нарушению стабильности процесса,Для всех случаев, приведенных в таблице, применяют источник питания установки ЭФИА (5 режим 1.Сравнение результатов, полученных при электроискровом легировании 1119815 4компактными материалами и по предлагаемому способу, показывает, чтоизобретение позволяет при прочихравных условиях значительно увеличить прирост массы детали. На оптимальных режимах качество нанесенныхпокрытий хорошее. При использованииисточника постоянного тока приростмассы катода-детали увеличивается10 1 по сравнению с ЗФИА на 10-Э 0%.Энергоемкость процесса в предлагаемом варианте находится в пределах1 О -10 Дж/г. Это позволяет увеличи.вать производительность процесса15 при тех же режимах на 1 - 15порядка,Предлагаемый способ может быть использован для нанесения покрытий преимущественно легкоплавких, таких как Яп, РЬ, Еп, А 1, Ая и другие,и имеет широкие возможности при получении многокомпонентных слоев Со сложным фазовым составом.1119815 Составитель Р.НикматулинРедактор Н.Данкулич Текред З Палий Корректор Л.Пилипенко Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7526/11 Тираж 1036 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Носква, Ж, Раушская наб., д. 4/5