СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2001 года по МПК C23C26/00 C22C38/44 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим, в частности к электроискровым методам обработки изношенных поверхностей матрицы для прессования профилей из алюминия и титана.

Известны способы формирования покрытий последовательным нанесением на основу под действием электрического разряда слоев металлов или сплавов (ж. Электронная обработка материалов, 1972, N 4, В.М. Морозенко и др., а.с. N 68283; 48а, 6, 1947 г.).

Наиболее близким техническим решением является способ восстановления деталей, включающий электроискровое формирование многослойных покрытий чередующихся между собой слоев сплавов и металлов (SU 69084, 31.08.47, МПК C 23 C 26/00).

Известный способ не обеспечивает высокого качества покрытия по сплошности, износостойкости при повышенной температуре и характеризуется ограниченной толщиной покрытия.

Задачей предлагаемого изобретения является создание такого способа формирования покрытий, который бы позволил улучшить качество покрытия по жаростойкости, а также расширить технологические возможности по толщине слоя в сложной геометрической форме поверхности матрицы.

Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления деталей, включающем электроискровое формирование многослойных покрытий путем нанесения слоев металлов и сплавов, для формирования первого слоя используют сплав, содержащий, мас. %: никель 25-29, хром 15-19, молибден 5-9, углерод 0,08-0,12, остальное железо; для формирования второго слоя используют карбид вольфрама, а для формирования третьего слоя в качестве металла используют хром. При этом формирование первого слоя проводят до достижения толщины в пределах 0,7-0,9 размера толщины износа.

Преимущество заявленного способа заключается в том, что качественный и количественный состав жаростойкого, теплопроводного материала, используемого в качестве первого слоя, обеспечивает образование неограниченного твердого раствора с материалом матрицы, состав износостойкого материала второго слоя образует неограниченный твердый раствор с материалом первого слоя, что в первом и во втором случае обеспечивает хорошую сцепляемость.

Первый слой покрытия, имеющий высокую жаростойкость до 950^oC, теплопроводность до 0,176 кал/см·с·град, соответствующую материалу матрицы, обеспечивает изменение внутренних напряжений растяжения на внутренние напряжения сжатия и равномерность распределения толщины слоя покрытия.

Материал второго и третьего слоев обеспечивает повышенную износостойкость, локализацию пор покрытия (улучшает сплошность покрытия) и быстрый период приработки.

Пример осуществления процесса восстановления.

Матрица 21МЯ1090 для прессования профиля из алюминиевого сплава изготовлена из материала 4Х5В2ФС, имеет износ боковых поверхностей пазов до 1,3 мм при расстоянии между пазами 2,8-3,2 мм. Восстановление размеров изношенных боковых поверхностей до размеров 1,5-2,4 мм производим на электроискровой установке модели ИМ-101, 5 режим, электродом из сплава Ni 27%, Cr 17%, Мо 7%, C 0,10%, остальное Fe при расположении оси вибрирующего электрода к восстанавливаемой поверхности от 3 до 10^o и диаметра электродa 1,4 мм. Процесс формирования первого слоя на обеих поверхностях паза выполняли до выделения суммарной импульсной удельной энергии в межэлектродном промежутке, равной 28,0-30,0 кДж/см² восстанавливаемой поверхности, и восстановления размера паза с учетом припуска под припиловку. После припиловки рабочих поверхностей пазов до чертежных размеров, пробного прессования производили зачистку поверхностей и формирование на них второго и третьего слоев. При этом толщина образуемого первого слоя составляет 0,7-0,9 максимальной величины изношенного размера. Второй и третий слои на боковых поверхностях паза формировали на указанной выше электроискровой установке при том же расположении вибрирующего электрода. Для образования второго слоя использовали электрод из материала ВК8, имеющий высокую износостойкость, теплопроводность до 0,3 кал/см·с·град и высокую жаростойкость. Процесс формирования второго слоя на обеих поверхностях паза выполняли до выделения суммарной импульсной удельной энергии в межэлектродном промежутке, равной 10,0-12,0 кДж/см². Для образования третьего слоя использовали электрод из материала Cr, обеспечивающий быстрый период приработки, закрытие пор, образованных в слое, повышенную температуру плавления и теплопроводность по сравнению с материалом матрицы. Формирование третьего слоя проводили при суммарном импульсном удельном выделении энергии в межэлектродном промежутке в пределах 8,5-10,5 кДж/см².

Восстановленные предлагаемым способом матрицы (14 наименований) обеспечили выпуск профилей при средней их долговечности, равной долговечности вновь изготовленных матриц.

Способ восстановления деталей включает электроискровое формирование многослойных покрытий, причем для нанесения первого слоя используют сплав, содержащий, мас. %: никель 25-29; хром 15-19; молибден 5-9; углерод 0,08-0,12; железо - остальное, для нанесения второго слоя используют карбид вольфрама, а для нанесения третьего слоя используют хром. Технический результат - увеличение жаростойкости нанесенного покрытия, а также расширение технологических возможностей по обработке деталей со сложной геометрической формой. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ восстановления деталей, включающий электроискровое формирование многослойных покрытий путем нанесения сплавов и металлов, отличающийся тем, что для формирования первого слоя используют сплав, содержащий, мас.%: никель - 25 - 29; хром - 15 - 19; молибден - 5 - 9; углерод - 0,08 - 0,12; остальное - железо, для второго слоя используют карбид вольфрама, а для формирования третьего слоя в качестве металла используют хром. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование первого слоя проводят до достижения толщины в пределах 0,7 - 0,9 толщины износа.