Устройство для нанесения покрытий из металлических порошков на цилиндрические детали Советский патент 1984 года по МПК B22F7/04 

Изобретение относится к порсшковой металлургии, в частности к устройствам для нанесения твердосплавных покрытий из металлических порошков, например СНГИ, ПГ-ХН80 СРЯ и др., на внутренние поверхности цилиндрических деталей - тел вращения большого диаметра (до 1м),

Известно устройство для нанесения покрытий из металлических порошков, содержащее источник нагрева, привод вращения и сменную втулку для создания дополнительного давлетнйя на порошок, выполненную в виде секторов, концентрично расположенных относительно центрирующей оправки и снабженных С-образными термобиметаллическими элементами С 11,

Недостаток указанного устройстваневысокое количество наносимого покрытия на детали значительных диаметров (от 100 до 1000 мм) вследствие значительных вибраций, возни- кающих от неуравновешенности узла вращения, а также отсутствия дополнительного давления в месте, прорези термобиметаллического элемента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для нанесения покрытий из металлических .порошков на цилиндрические детали, содержащее корпус, оправку, нагреватель и электродвигатель для вращения детали. Устройство позволяет наносить покрытия одновременно на взаимно перпендикулярные поверх ности изделия 2 .

Недостаток известного устройства также заключается в невысоком качестве покрытия, нанесенного на внутренние поверхности деталей большого размера (от 100 до 1000 мм),

Кроме того, устройство вследствие исбаланса вращакядихся масс практи- . чески не обеспечивает возможности вращения деталей значительного диаетра, так как при значительной угловой скорости (до 500 об/мин) возможно его разрушение.

При малых угловых скоростях детали (100-200 об/мин) центробежные силы не достигают требуемых значений, при которых возможно формирование металлического покрытия на внутенней поверхности цилиндрической етали.

Цель изобретения - улучшение каества покрытия.

Поставленная цель достигается ем, что устройство для нанесения окрытий из металлических порошков на цилиндрические детали, преимущественно на внутренние поверхности еталей больших диаметров, содержаее корпус, оправку, нагреватель и электродвигатель для вращения детали, набжено дополнительной оправкой,

размаценным на валу электродвигателя зубчатым сектором и связанными с ним блоком управления, прибором измерения температуры и световодом, при этом оправка снабжена секторами, 5 расположенн 1ми по ее окружности, разрезньлм цилиндром и термсбиметаллическими элементами; закрепленными на лепестках разрезного цилиндра посредством кулачков и связанными с сек10 торами с помощью штифтов, а Дополнительная оправка выполнена с конической, направляющей для взаимодействия с кулачками основной оправки и снабжена зубчатым колесом для- взаимодей15 ствия с зубчатым сектором электродвигателя.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из индуктора 1, соединенного с генератором 2 токов высокой частоты, который соединен с источником 3 питания, оправки 4 с разрезным цилиндром 5, на лепестках б которого посредством кулачков 7 -крепятся термобиметаллические элементы 8, соединенные с секторами 9 посредством штифтов 10, Дополнитель- . ной оправки 11 с конической направляющей 12 и Зубчатым колесом 13, взаимодействукхцим с зубчатым секто0.ром 14, который расположенна валу 15 двигателя 16, связанного с .бло. ком 17 управления, соединенным с прибором 18 измерения температуры и со световодом 19 и корпуса 20. В

5 оправках помещена деталь с порошком покрытия.

Устройство работает следующим образом,

В оправки 4 и 11 помещает деталь

0 с порошком. Вращая оправку 4 относи-тельно оправки 11, поджимают сектора 9 к порошковому слою, после чего устанавливают деталь в оправках 4 и 11 в подвижных упорах (не показа ны) с возможностью вращения и так, чтобы зубчатое колесо 13 взаимодействовало с зубчатым сектором 14, а один из термобиметаллических элементов располагался в центре зоны термического воздействия в момент нача0 ла холостого хода сектора 14 (раб®чий ход сектора 14 должен обеспечит ь поворот обрабатываемой детали в следующую угловую озицию),

Включают последовательно двига5 тель 16, блок 18 измерения темпера туры и генератор 2 токов высокой частоты. Термобиметаллические элементы 8, расположенные по всему периметру, выполнены в виде разрезных

0 цилиндров из двух слоев - разнородных материалов. При нагреве биметаллического элемента, находящегося в зоне термического влияния источника нагрева, он, разгибаясь, увеличивается в диаметре и воздействует на сектор 9, Сектор 9, в свою очередь, прессует порошковый слой к внутренней поверхности детали, в результате чего осуществляется процесс прип кания. При повороте детали с оправкой на некоторый угол (30-45°), зависящий от длины сектора 9, нагретый биметсшлический элемент выхсдит из зоны термического влияния источника нагрева и в результате охлаждения сжимается, уменьшается в дис1метре. Вследствие жесткой связи элемента 8 со штифтс 4 10 и соответственно с сектором 9 последний перемоцается к центру. Процесс нанесения покрытия .на одну из частей внутренней поверх ности закончен. Церемещение секторов 9 в зону термического влияния источника нагрева осуществляешься за счет жесткой кинематической связи вращения зубчатого сектора 14 и корпуса, в котором расположе1 а обрабатываемаядеталь. Система слежения ре гулирует требуемое соотношение температуры порошкового слоя и времени воздействия биметаллических элементов на порошковый слой. При температуре 1050°С обеспечивается припекание металлического порошка (типа СР-2, СНГН и композитов) с сохранением высоких его физико-механических характеристик, причем температура припекания экспериментально установлена и ее отклонение в сторону увеличения или уменьшения (на ±20°С) приводит к потере прочности сцепления с основой и износостойкости. Если температура в зоне термического влияния индуктсфа 1 недостаточна, jT.e. меньше , тоувеличивают период холостого хода с 3-4 до 9-12с (рабочий ход увеличивается до 3 с), уменьшая число оборотов двигателя с f до h . Предлагаемое устройство позволяет не только контролировать температуру с высокой точностью, но и обеспечить ее постоянство путем увеличения холостого хода зубчатого сектора 14. Система контроля температуры, логически и кинематически связанная с узлом для уплотнения покрытия, представляет собой неразрывную цепь,, которая служит для нанесения качественного покрытия из металлического порошка на внутреннюю поверхность цилиндрической детали, значительного диаметра с,высокой производительностью. Кроме Tor.Oj предлагаемое устройство позволяет по сравнению с известным повысить прочность сцепления металлического порошка с основой: с 6 до 13 кг/мм , а плотность, определяемую пористостью, снизить с 20 до 12%. Одновременно с этим повышается равномерность наносимого слоя покрытия благодаря равномерной дозлровке портаика в полости между секторами и внутренней поверхностью детали, что способствует снижению времени последукадей механической обработки детали с покрытием не менее чем в 3 раза. Применение предлагаемого устройства позволит наносить твердосплав-; ные покрытия на внутренние поверхно- . сти детали большого диаметра (д 1м} . В настоящее такие детали упрочняют или восстанавливают наплавкой, -что требует значительных затрат времени С псмсхцью предлагаемого устройства возможно повшиение производительности йроцесса нанесения покрытия в 6-8 раз. Экономический эффект от внедрения изобретения составит 13000 руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИИ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОИКОВ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ, преимущественно на внутренние поверхности деталей больших диаметров, содержащее корпус, оправку, нагреватель и электродвигатель для вращения детали, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества покрытия, оно снабжено дополнительной оправкой, размещенным на валу электродвигателя зубчатым сектором и связанными с ним блоком управления, прибором измерения температуры и световодом, при этом оправка снабжена секторами, расположенными по ее окружности, разрезным цилиндре и термобиметалли/ческими элементами, закрепленными на лепестках разрезного цилиндра посредством кулачков и связанными с секторами с помощью штифтов, а дополнительная оправка выполнена с конической направляющей для взаимсдействия с кулачками основной оправки и снабжена зубчатым колесам для взаи(Л модействия с зубчатлм сектором электродвигателя . со со 01 СП