Способ изготовления изделий с капиллярными каналами Советский патент 1992 года по МПК B23P15/04 

Изобретение относится к производству ,мёталлически изделий в частности к изготовлению фильер с капиллярами для получения волокон преимущественно некруглого сечения.

Известен способ изготовления капилляров фильер механическим путем с помощью развертки и последующей чистовой обработки поверхности (заявка Японии № 63- 68326, кл. В 23 Р 15/16//D 01 D 4/02).

Однако данный способ не позволяет получать капилляры большой длины и малого сечения вследствии ограниченной стойкости применяемого для этих целей инструмента.

Известен также электрохимический способ получения каналов для охлаждения, например в сотах, при котором формирование канала идет последовательными образованием стенок качала слоями осаждаемого электролитически металла и заполнением образуемой внутренней полости легкоплавким материагом с хорошей

электропроводностью (патент Франции Nfe 2083964, кл, В 23 Р 15/00, С 23 В 7/00).

Однако данный способ также не может обеспечить получение капилляров с высокой точностью и чистотой обработки поверхности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ пол- учения каналов, применяемый при изготовлении лопаток турбин и заключающийся в получении канавок в металлической основе, их заполнении электропроводным составом, нанесении металлического покрытия на открытую поверхность канавки и последующем удалении заполняющего состава путем нагрева (заявка Франции № 2202755, кл. В 23 Р 15/04. F 01 D 5/18 F 04 D 29/30).

Однако данный способ не может обеспечить высокую чистоту обработки капиллярных каналов четырех- или треугольного сечений и длиной сторон менее 0,1 мм. а также высокую точность углов из-за деформации и налипания оалмягченного электро

fc

V| VJ

Ч)

ел

0

ел

проводного полимера на обрабатываемый инструмент и сопрягаемые поверхности.

Цель изобретения - достижение высокой точности и чистоты обработки поверхности капиллярных каналов, имеющих некруглое поперечное сечение в фильерах для получения волокон, а также повышение производительности способа и снижение материальных затрат при его проведении.

Цель достигается тем, что в способе изготовления капиллярных каналов, включающем получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом, доработку поверхности заготовки по чистоте и нанесение металлического покрытия с последующим удалением заполняющего состава из канавок, формирование канавок ведут через предварительно нанесенный на поверхность заготовки электроизоляционный слой, который впоследствии удаляют одновременно с механической до,- работкой поверхности заготовки, проводимой вдоль канавки, или перед ней,

Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить наличие таких отличительных признаков как нанесение на поверхность заготовки электроизоляционного слоя, через который ведут формирование канавок, и его последующее удаление одновременно с механической доработкой поверхности, проводимой вдоль канавки, или перед ней что позволяет сделать вывод с соответствии технического решения критерию новизна. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

Способ реализуется следующим образом.

На поверхность металлической заготовки наносят электроизоляционное покрытие. Затем любым известным методом в поверхностном слое заготовки через покрытие формируют канавки необходимых форм и размеров, обеспечивая требуемую чистоту стенок канавки и геометрию Используя заготовку в качестве катода канавки заполняют электролитическим методом металлом, который по химическим или электрохимическим свойствам отличается от металла заготовки. Так как вся поверхность заготовки покрыта электроизоляционным покрытием, то металл осаждается только в канавках. При этом процес заполнения канавок идет значительно быстрее и качественнее, так

как устраняется влияние краевых эффектов при электролизе. Локализация процесса резко сокращает расход материалов и электроэнергии. Далее поверхность заготовки

подвергают механической обработке. Электроизоляционное покрытие можно удалить предварительно химическим методом или совместить процесс мехобработки и удаления покрытия. Цель механической обработки, в качестве которой возможно применение операций шлифования, полирования или других чистовых методов обработки, - окончательное формирование размеров канавки и обеспечение необходи5 мой чистоты поверхности металла, заполнившего канавку. Обработка проводится вдоль канавки. При этом удаляются излишки металла, заполнившего канавку, а также прилегающий к канавке поверхностный

0 слой металла основы, в котором наблюдаются изменения после формирования канавок. Так как обработка ведется вдоль канавки, то в этом случае исключается намазывание одного металла на другой вследствие разницы

5 в физико-механических свойствах металла заготовки и металла, заполнившего канавку. Это позволяет получать капилляры с еы- сокой чистотой стенок. Внутренние углы при этом не имеют радиусов, а стенки пря0 молинейны. Так как поверхность заготовки изолировалась перед заполнением канавок, то это позволяет сохранить базы для мехобработки и с достаточной точностью регулировать глубину канавки, а также

5 обрабатывать не всю поверхность заготовки, а только область канавки. Далее на поверхность заготовки наносится электролитический слой металла, закрывающий канавку, с образованием еще одной

0 стенки капилляра и формирующий окончательные размеры заготовки. После этого заготовку разрезают на участки необходимой длины и удаляют металл, заполняющий канавку путем травления.

5 Таким образом, получают капилляр по- следовательным формированием стенок с необходимой чистотой внутренней поверхности и высокой точностью его различных параметров при незначительных затратах

0 труда, энергии и материалов.

П р и м е р. На заготовку цилиндрической формы длиной 150 мм и диаметром 30 мм из стали 30X13 нанесли электроизоляционное покрытие из химически стойкой эма5 ли толщиной 30 мкм. Затем резцом вдоль образующей нанесли 20 канавок треугольной формы глубиной в металле заготовки в 0.1 мм и углом при вершине в 60°. Затем канавки заполнити электролити еской медью. После этого химически удалили

электроизоляционный слой и алмазным кругом обработали канавки вдоль образующей, удаляя излишки меди и прилегающий слой металла заготовки, При этом окончательно была сформирована глубина канавки в 0,06 мм и два оставшихся угла, сопряженных с поверхностью по 60° каждый. Для этой обработки использовались базовые поверхности, применявшиеся.при нанесении канавок на поверхность. После механического полирования мест обработки тоже в направлении вдоль канавок на всю поверх-1 ность заготовки, кроме торцев., было нане-j сено электролитическое хромовое покрытие толщиной 500 мкм. После термообработки и доводки поверхности заготовка была разрезана на диски толщиной по 5 мм, торцы которых были отшлифованы и отполированы. Затем химически растворили медь в канавках и получили 20 капилляров треугольной формы в одном диске с углами при вершине в 60° и сторонами в 0,07 мм. Разница в длине сторон капилляров не превышала 3 мкм. а разница в величине углов 2°. Чистота поверхности стенок капилляра после вскрытия была Ra - 0,063.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность и чистоту обработки внутренней поверхности капилляра, а также снизить себестоимость изготовления

фильер с такими капиллярами.

Формула изобретения Способ изготовления изделий с капиллярными каналами, преимущественно фильерных пластин, включающий получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение канавок электропроводным составом, доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрытия на заготовку с последующим удалением заполняющего состава из канавок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чистоты обработки внутренней поверхности капилляров некруглого сечения, повышения производительности и снижения материальных затрат, предварительно на поверхность заготовки наносят электроизоляционный слой, доработку поверхности заготовки ведут вдоль канавок, причем электроизоляционный слой удаляют одновременно с доработкой или перед ней.

Использование: в производстве металлических изделий, в частности фильер преимущественно с капиллярами некруглого сечения, применяемых для получения волокон. Сущность изобретения: способ включает получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом, доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрытия с последующим удалением электропровод ного состава из канавок. При этом предварительно на наружную поверхность наносят электроизоляционный слой, удаляемый впоследствии, а доработку поверхности ведут вдоль канавки, одновременно с операцией удаления электроизоляционного слоя или до нее.