Способ получения армированного покрытия Советский патент 1991 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей машин.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса и кач тва покрытия.

Процесс получения покрытия осуществляется следующим образом.

Присадочный материал перед напека- нием пропитывают растворами соединений, разлагающихся при напекании с выделением упрочняющих элементов. Задают требуемую глубину насыщения х, являющуюся половиной размера частиц наибольшей фракции используемого для напекания металлического порошка. Находят по литературным данным коээфициент диффузии упрочняющего элемента в материал порошка, характеризующий скорость диффузии Известно, что увеличение скорости электронагрева на один порядок интенсифицирует протекание диффузионных процессов на 2-3 порядка Экспериментально установлено, что при электроконтактном напекании коэффициент диффузии углерода возрастает на 2 порядка.

Длина дуги спекания L определяется экспериментально или может быть подсчитана по формуле

L- 1/2 d9 оз где - диаметр ролика-электрода,м;

оз - угол захвата порошка, рад.

Значения x,D и L подставляют в формуО

ел ел VJ

Ь

VJ

лу

VH 2D

7

где /н - линейная скорость напекания, м/с; D - коэффициент диффузии, м2/с;

L - длина участка слоя, находящегося под электродом при температуре спекания, м;

х - необходимая глубина насыщения частиц присадочного материала, численно равная половине размера частиц наибольшей фракции, м.

По формуле определяют линейную скорость напекания.

Процесс электроконтактного напекания, совмещенного с насыщением напекаемого слоя упрочняющими элементами, наиболее эффективно проводить при скорости, меньшей или равной расчетной.

В качестве присадочного материала используют железные порошки губчатой формы с развитой площадью поверхности.

В качестве пропитывающего раствора используют 66%-ный раствдр мочевино- формальдегидной смолы в воде.

Пример. Производилось электроконтактное напекание железного порошка марки ПЖ2МЗ с частицами губчатой формы, максимальный размер которых 160 мкм, с одновременным насыщением слоя углеродом из мочевиноформальдегидной смолы. Подача упрочняющих элементов в зону спекания осуществлялась путем предварительного пропитывания железного порошка 66%-ным раствором мочевиноформальдегидной смолы в воде. Температура спекаемого слоя составляла 920-950°С.

Определяют требуемую глубину насыщения:

х 0,16 10

гЗ

0,08-103 м.

Находим коэффициент диффузии углерода в железе D 1,4 -10 м/с при печном нагреве. Пои электронагреве D - - 1. м2/с.

Для диаметра ролика-электрода мм и диаметра образца d m 100 мм длина дуги спекания, определенная опытным путем, равна L м.

Подставляя значения параметров в формулу, определяем скорость спекания

VH 2,62-10 3м/с.

Напекание осуществлялось со скоростью, меньшей равной и большей расчетной. Пример поясняется графиками.

На фиг.1 представлена зависимость содержания углерода С и интенсивности изнашивания I напеченного слоя. Штриховой линией отмечена расчетная скорость напекания.

Так как зависимость времени выдержки слоя при заданной температуре от скорости напекания нелинейна, то на фиг.1 (линия 3) представлена зависимость t от VH, которая

может быть использована для определения времени спекания при различных скоростях.

На фиг.2 представлена теоретическая

зависимость глубины диффузии I и экспериментальная зависимость содержания углерода в слое (кривая 2) от времени спекания участка длиной L. Приведенные зависимости наглядно иллюстрируют влияние глубины насыщения частиц на интенсивность диффузии. При увеличении времени до Трасч, соответствующей , теоретическя зависимость глубины диффузии и экспериментальная (содержание углерода в слое)

практически совпадают. При дальнейшем увеличении времени напекания глубина диффузии (теоретическая) возрастает более интенсивно, чем содержание углерода в слое. Это говорит о насыщении частицы по

всему обьему и снижении скорости диффу- зии.

Зависимости 1, 2 подтверждают правомерность увеличения коэффициента диффузии на 2 порядка по сравнению с печным

нагревом.

Проведенные износные испытания показали, что увеличение скорости напекания выше расчетной ведет к резкому возрастанию интенсивности изнашивания I. С

уменьшением линейной скорости напекание снижение интенсивности износа менее существенно.

Применение предлагаемого способа восстановления по сравнению с известными позволяет производить насыщение слоя углеродом до высоких концентраций непосредственно в процессе напекания; повысить износостойкость восстановления деталей в 2...2,5 раза по сравнению с закаленной сталью 45 (НРС55...58); снизить себестоимость восстановления за счет использования дешевых присадочных материалов и упрочняющих элементов.

Формула изобретения

Способ получения армированного покрытия, включающий электроконтактное напекание присадочного материала с упрочняющими элементами при определенной скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и качества покрытия, присадочный материал перед напеканием пропитывают 66%-ным раствором мочевиноформальдегидной смолы в воде, а напекание производят со скоростью, определяемой по формуле

L

VH :S 2D

7

где VH - линейная скорость напекания, м/с: D - коэффициент диффузии упрочняющих элементов, м/с;

L - длина участка покрытия, находяще- гося под электродом при температуре спе- кания, м;

х - необходимая глубина насыщения частиц присадочного материала, равная половине размера частицы наибольшей фракции, м.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей Цель изобретения - повышение эфективности процесса и качества покрытия Производится пропитывание присадочного материала растворами соединений, разлагающихся при напекании с выделением упрочняющих элементов. При определении скорости на- пекания (СН) учитывают скорость диффузии упрочняющих элементов и необходимую глубину насыщения частиц присадочного материала. СН определяют по формуле VH 1DLl х где VH - линейная скорость напекания, м/с; D - коэффициент диффузии, м2/с; L - длина участка слоя, находяще- гося под элетродом при температуре спекания, м; х - необходимая глубина насыщения частиц присадочного материала, равная половине размера частиц наибольшей фракции, м. В качестве присадочного материала используют железный порошок с час- тицами губчатой формы, имеющими развитую площадь поверхности. В качестве пропитывающего раствора используют 66%-ныи раствор мочевиноформальдегид- ной смолы в воде СН должна быть равной или меньше расчетной 2 ил (Л

/л

LPп

МКМ

Фиг.1

V