Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов Советский патент 1992 года по МПК B23K5/18 

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий из порошковых материалов и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей машин, а также при изготовлении новых деталей.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез нижней части устройства; на фиг. 3 - дозатору, на фиг. 4 - схема подачи порошка в пламя горелки при наплавке.

Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов содержит горелку 1 с осевым каналом 2, смонтированный на ней конический бункер 3 с отверстиями 4 для выхода порошка 5. Между бункером 3 и

рабочим торцом горелки 1 расположен дозатор 6, в виде усеченного конуса, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки 7. Бункер 3 установлен с возможностью поворота вокруг осевого канала 2 с совмещением отверстий 4 с входами 8 винтовых канавок 7 на большем основании 9 конуса дозатора 6 с целью подачи порошка 5 в пламя горелки 1.

Устройство снабжено тонкослойным износостойким вкладышем 10, закрепленным на большем основании 9 конуса дозатора 6 припоем 11, температура плав ления которого превышает максимальную температуру возможного нагрева горелки. На боковой поверхности бункера 3 и на горелке 1 нанесены термокрасками метки 12 и 13, совмещение которых по вертикали друг против

-ч

00 О

ю ел

друга соответствует совпадению отверстий 8 и 4 бункера и дозатора, а также отверстий тонкослойного износостойкого вкладыша 10, соосных отверстиям 8 основания 9 дозатора 6, на котором он закреплен. При наплавке на детали 14 образуется покрытие 15 выбранной маркой порошка.

Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов работает в следующих двух режимах:

Режим однослойной наплавки.

Бункер загружают порошковым материалом 5, например, самофлюсующимся порошком на основе Ni-Cr-B-Si типа ПГ-10Н. При этом метки 12 и 13 на бункере 3 и горелке 1 не должйы совпадать по вертикали. С помощью вентилей: кислородного и ацетиленового - горелки 1 в соответствующих пропорциях образуют рабочую смесь и поджигают ее. Нагревают изношенную поверхность детали до вишнево-красного цвета и вращением бункера 3 вокруг осевого канала 2 добиваются совпадения по вертикали меток 12 и 13, что соответствует подаче порошкового материала из внутренней полости бункера 3 через отверстие 4 и отверстие 8 дозатора 6 по винтовым канавкам 7 в пламя горелки 1. Вращением корпуса бункера можно регулировать расход порошкового материала 5 за счет частичного перекрытия отверстий 4 и 8. Далее прекращают подачу порошка 5 и производят его оплавление горелкой 1.

Режим многослойной наплавки.

При многослойной газопорошковой наплавке на наконечник горелки 1 надевают секционный бункер до упора в гайку, затем по резьбе закрепляют дозатор 6 вплотную к бункеру. При шестисекционном бункере 3 в нечетные секции 1, 3,5 загружают порошок типа ПГ-10Н-04, а в четные секции 2, 4, 6 - порошок смесевой композиции марки ПС- 12НВК-01. На корпусе бункера нанесена нумерация секций с шестью метками 12, на горелке только три (под углом 120°) метки 13. Для наплавки первого слоя маркой порошка ПГ-10Н-04 устанавливают против меток 13 горелки 1 метки 12 боковой поверхности бункера 3, соответствующие пронумерованным секциям 1, 3, 5 и производят нанесение первого Слоя покрытия 15 на поверхность детали 14. Для наплавки второго слоя маркой порошка ПС-12НВК-01 против меток 13 устанавливают уже метки 12 боковой поверхности бункера 3, соответствующих пронумерованным секциям 2,4,6 и производят наплавку верхнего слоя.

Нанесение меток на боковую поверхность бункера позволяет точно определить положение границ отверстий, через которые пропускаются порошковые материалы. что обеспечивает достаточную и приемлемую для практики наплавки точность дозирования при перекрытии донными.

отверстиями бункера выемок канавок дозатора, а выполнение этих меток термокрасками позволяет отследить по изменению их цвета критическую температуру перегрева мундштука горелки, при которой проявляет0 ся обратный удар, хлопки, что безусловно повышает безопасность работы сварщика, уменьшает непроизводительные затраты рабочего времени на устранение последствий обратных ударов, хлопков, износа внут5 ренних частей горелки.

Установка порошкового бункера соосно мундштуку и использование не инжекцион- ного, а гравитационного (под действием силы тяжести) способа истечения частиц

0 порошковых материалов через донные отверстия и далее через винтовые канавки дозатора в факел, позволяет исключить нежелательные последствия, например, (взрыв при утечке) при работе на горючей

5 водородно-кислородной смеси, что безусловно повышает технику безопасности работы предлагаемого устройства и его надежность.

Нанесение (при однослойной наплавке)

0 на боковую поверхность конического дозатора непересекающихся винтовых канавок, совпадающих на верхнем основании конуса с донным отверстиями бункера при его вращении вокруг оси мундштука позволяет на5 править в факел рассеивающие порошковые струи по криволинейной траектории. Это позволяет увеличить теплообмен между пламенем и порошкообразным материалом за счет снижения скорости движе0 ния частиц в газовом факеле, уменьшить потери порошка при истечении его под действием силы тяжести из отверстий бункера. Ввод в факел порошковых струй по винтовой рассеивающей линии производит свое5 образную турбуляцию, что приводит к увеличению теплообмена между частицами порошка и пламенем. Это в конечном итоге позволяет получить качественно проплавленный по всей глубине покрытия слой без

0 пор (например, при наплавке самофлюсующихся порошковых сплавов Ni-Cr-B-Si на пропановой или водородной-кислородной смеси, имеющих в факеле температуру более низкую, чем при ацетилено-кислород5 ном пламени, а именно Т 2400-2700°С против 3000° С).

В случае необходимости применения многослойной наплавки с использованием порошков различных марок, бункер разбивается на секции, имеющие в своей нижней

части по одному донному отверстию, совпадающему при его вращении с соответст- вующей выемкой винтовой канавки дозатора.

Выполнение в устройстве верхнего ос- нования вокруг дозатора тонкостенного износостойкого вкладыша, закрепленного к основанию легкоплавким припоем, позволяет увеличить надежность и долговечность работы горелки, а при необходимости выхо- да из строя в результате износа и осуществить легко замену на недефицитную пластину соответствующей геометрии и размера. При этом необходимо подобрать температуру плавления легкоплавкого при- поя так, чтобы она превышала максимальную температуру нагрева мундштука горелки при наплавке.

Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов позволяет, как по- казали лабораторные испытания, расширить технологические возможности за счет использования в технологии нанесения бо лее дешевых рабочих газов; прог1ана, водорода, получаемого с использованием электролизных установок, по сравнению с дорогим и дефицитным ацетиленом, осуществление многослойной наплавки за счет применения секционного бункера, увеличить удобство в эксплуатационном обслужи- вании и при ее ремонтных работах за счет легкой разборки конструкции устройства, состоящего из малого количества простых деталей, обладающих к тому же заменяемостью, например, износостойкий вкладыш, с помощью простейшей операции - пайки.

Формула изобретения

1.Устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов, содержащее горелку с осевым каналом, смонтированный на ней конический бункер с отверстиями для выхода порошка и размещенный между бункером и рабочим торцом горелки дозатор, отличающееся тем, что. с целью расширения технологических возможностей, дозатор выполнен в виде усеченного конуса, на наружной поверхности которого выполнены непересекающиеся винтовые канавки, а бункер установлен с возможностью поворота вокруг осевого канала и совмещения отверстий для выхода порошка с входами винтовых канавок на большем основании конуса дозатора.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я ем, что бункер выполнен секционным.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с я тем, что оно снабжено тонкослойным износостойким вкладышем, закрепленным на большем основании конуса дозатора припоем, температура плавления которого превышает максимальную температуру нагрева горелки.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства обслуживания, на горелке и на боковой поверхности бункера в местах, соответствующих расположению отверстий для выхода порошка, выполнены метки.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что, с целью повышения техники безопасности, метки выполнены термокрасками.

Использование: при восстановлении изношенных деталей машин и при изготовлении новых деталей наплавкой. Сущность изобретения: устройство содержит горелку с осевым каналом, смонтированный на ней конический бункер с отверстиями для выхода порошка, и размещенный между бункером и рабочим торцом горелки дозатор. Дозатор выполнен в виде усеченного конуса, на наружной поверхности которого выполнены непересекающиеся винтовые канавки. Бункер установлен с возможностью поворота вокруг осевого канала и совмещения отверстий для выхода порошка с входами винтовых канавок на большем основании конуса дозатора. Бункер выполнен секционным. Большее основание конуса дозатора снабжено тонкослойным износостойким вкладышем, закрепленным припоем, температура плавления которого превышает температуру нагрева горелки. На горелке и на боковой поверхности бункера в местах соответствующего расположения отверстий для выхода порошка выполнены метки термокрасками. 4 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л

Фиг.1

г

i

СП Г

Оса

f

1Ч

-j

со о

(О (Л

$

Фиг. 4