Способ обработки деталей Советский патент 1991 года по МПК B23H9/00 B24C1/00 

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки металлов и может быть использовано при электроэрозионном легировании поверхностей деталей.

Целью изобретения является повышение износостойкости деталей после элект- роэрозирнного легирования

Для осуществления способа деталь устанавливают в приспособление и подвергают электроэрозионной обработке известными средствами. В зависимости от исходных физико-механических свойств обрабатываемой поверхности устанавливают режим обработки и вид легирующего материала, В процессе легирования материал электрода, закрепленного в вибраторе, связанном с генератором импульсов тока, переносится на обрабатываемую поверхность, образуя слой высокопрочного покрытия из легирующего материала.

В силу специфики процесса слой легируемого мэтериапа на поверхности детали недостаточно однороден при однократном легировании и содержит слабо связанные с основой дефектные блоки покрытия, а также окислы и шлаки, составляющие от 25 до 45% площади зоны обработки для различных марок стали

Послеоперационный визуальный контроль качества покрытия в этом случае не позволяет в полной мере контролировать фактическую площадь покрытия чз-за наличия инородных частиц в слое, а также дефектных участков, снижающих эксплуатационные свойства детали, и, в частности, износостойкость при контактных нагрузках.

Согласно предлагаемому способу для повышения достоверности визуального контроля после электроэрозионного легирования проводят струйную обработку легированной поверхности потоком гидроабразивной суспензии.

сл

с

о ел со ю ю

При этом подбирается режим гидроабразивной обработки, обеспечивающий удаление с поверхности детали слабо закрепленных микрообъемов легирующего материала окислов и т: п. Эксперименталь- ноустановлено, что при внедрении абразивных частиц суспензий в покрытие на глубину 0,05-0,1 от максимальной толщины слоя, полученного при легировании, достигается наибольший эффект очистки слоя от инородных включений. В то же время не нарушается прочность сцепления легируемого материала с поверхностью детали. Последняя в результате гидроабразивной обработки имеет развитую очищенную поверхность, улучшающую адгезию при нанесении легируемого материала при повторных переходах.

Кроме того, после гидроабразивной обработки на легированной поверхности визуально легко определяются непокрытые и зоны под дефектами покрытия, по которым в дальнейшем необходимо провести по- вторное легирование. При многократном чередовании процессов гидроабразивной обработки, визуальном выявлении дефектных зон, в покрытии и повторном легировании поверхности этих зон детали сплошность и равномерность покрытия приближается к 100% и достигается однородность физико- механических свойств легированной поверхности детали.

Пример. Обработке подлежит валок листопрокатного стана из стали 9ХС. Предварительно поверхность валка отшлифована и имеет шероховатость Ra 5 мкм.

Электроэрозионная обработка осуществляется на серийно выпускаемой установке. Легирование осуществляют сплавом Т15К6 при следующих режимных параметрах: сила рабочего тока 24 А, напряжение холостого хода 80 В; емкость конденсатора 2880 мкФ. Скорость вращения вала 12 об/мин, скорость продольного перемещения вибратора с электродом 0,2 мм/об. Требуемая толщина легируемого слоя 0,3 мм. Через 84 мин валок с рабочей длиной 200 мм обработан с шероховатостью Ra 40 мкм. Микротвердость упрочненного слоя составляет 2700 кгс/мм . Толщина слоя после первого прохода 0,2 мм. Используя микроскоп типа МПБ-2 при увеличении 24 устанавливают, что вся поверхность имеет эрозионное покрытие, между отдельными участками разрывов не наблюдается, т. е. визуальный осмотр дает представление о 100%-ной сплошности покрытия. Затем проводят струйную гидроабразивную обработку. Микротвердость абразивного материала при гидроабразивной обработке

устанавливают в пределах 0,75 микротвердости легированного слоя. Таким условиям соответствует электрокорунд белый с микротвердостью 2000-2100 кгс/мм2. Затем

подбирают режимы обработки потоком гидроабразивной суспензии. Для проникновения частиц абразива при соударении с легированным слоем на глубину от 0,05 до 0,1, что составляет в среднем 10 мкм, подби0 рают режим струйной обработки: давление сжатого воздуха на входе струи 0,5 МПа, угол атаки струи 30°, концентрация абразивных частиц в суспензии 20 мае.%,зернистость абразива в суспензии 100 мкм, длина

5 струи 50 мм, скорость продольного перемещения струйного аппарата 5 мм на 1 оборот валка, частота враа(ения валка 20 об/мин. После абразивной обработки валок снова подлежит визуальному контролю. Установ0 лено, что фактически легирующий материал нанесен только на 60% площади валка, а в промежутках просматриваются участки с рельефом первоначальной поверхности, полученной шлифованием. На этих участках

5 не обнаружено следов окислов и застывших капель металла. Внедрение абразивных частиц в обрабатываемую поверхность также отсутствует, т. е. частицы производят очистку обрабатываемой поверхности без оста0 точного шаржирования. Шероховатость поверхности валка после струйной обработки составляет 30 мкм.

Затем деталь подвергают повторному легированию при следующем режиме: си5 ла рабочего тока 26 А. напряжение холостого хода 80 В; емкость конденсатора 1800 мкФ, скорость вала 12 об/мин, скорость продольного перемещения вибратора 0,2 мм/об. Через 84 мин валок

0 обработан до шероховатости 35 мкм. Толщина упрочненного слоя составляет 0,26 мм. При осмотре обработанной поверхности обнаружена 100%-ная сплошность покрытия. После чего валок обрабатывают потоком

5 суспензии с теми же режимами и снова проводят контрольную операцию. Сплошность покрытия оказывается 87%. Шероховатость снижена до 23 мкм. Деталь после этого подвергают снова электроэрозионной обра0 ботке снизив при этом силу тока до 5 А, а емкость конденсатора до 540 мкФ, что позволяет получить шероховатость после легирования Ra 17 мкм, а толщину упрочненного слоя 0,3 мм. Подвергнув полученную по5 верхность валка третьему абразивному переходу, устанавливают, что сплошность покрытия составляет 98%, что вполне удовлетворяет требованиям на прокатные валки, шероховатость поверхности доведена до Ra 8 мкм, за счет уменьшения частоты

вращения валка до 10 об/мин и подачи до 3 мм/об.

Применение предлагаемого способа позволяет увеличить толщину легированного упрочненного слоя, повысить сплошность покрытия и его сцепляемость с основным металлом, что увеличивает эксплуатационные характеристики деталей. Формула изобретения Способ обработки деталей, включаю- щий электроэрозионное легирование по

верхностей и визуальный контроль сплошности покрытия, отличающийся тем, что с целью повышения износостойкое™ деталей перед визуальным контролем производят гидроабразивную обработку детали с внедрением абразивных частиц на величину 0,05-0,1 от максимальной толщины слоя, полученного при легировании, а затем выявляют участки без легируемого слоя и по ним повторно проводят электроэрозионное легирование.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке металлов и может быть использовано для нанесения на детали упрочненного легированного слоя. Цель изобретения - повышение износостойкости детали Для этого по способу обработки, вклю- чающему многократное легирование и- вилуальный контроль сплошности покрытия на каждом переходе, перед визуальным контролем производят гидроабразивную обработку поверхности. В результате выявляют участки без легируемого слоя и по ним повторно проводят электроэрозионте ле гирование. Для сохранения легироэлнного слоя с достаточной степенью сцепляемо сти с металлом обрабатываемой детали гидроабразивную обработку ведут с внедрением абразивных частиц на величину 0.05- 0,1 от максимальной толщины легируемого слоя, попученнрго на данном переходе