SU880625A1 - Устройство дл нанесени покрытий из порошковых материалов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относитс  к порошковой металлургии , в частности к устройствам дл  нанесени  покрытий из металлических порошков на торцовые и другие поверхности металлических деталей, и может быть использовано дл  упрочнени  и восстановлени  быстроизнашиваемых рабочих поверхностей , а также дл  изготовлени  биметаллических изделий.

Известно устройство дл  индукционной наплавки порошка, помешенного в канавку торцовой поверхности втулки, в котором наложение колебаний на изделие осушествл ют от специального вибропрквода 1).

Недостатком этого устройства  вл етс  сложность, обусловленна  применением специальных приводов дл  приведени  в колебательное движение пуансона либо упрочн емой детали.

Известно также устройство дл  нанесе- . ни  покрытий из порошковых материалов, наложение механических колебаний в котором осушествл ют за счет бесконтактного возбуждени  упругих колебаннй в расплавленном материале наносимого сло  путем воздействи  на него высокочастотного пол , излучаемого нагревательным индуктором 2.

Наиболее близким по технической сущности Н достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  устройство дл  нанесени  покрытий из порошковых материалов, содержащее опрру с упругим элементом и индуктор высокочастотной установки дл  нагрева и возбуждени  упругих механических колебаний {3.

. При обычных температурных режимах нагрева, свойственных методам порошковой металлургни (равным, например, 0,6-0,8 температуры плавлени  материала порошка ), порошок находитс  в твердо-в зком состо нии, и известное устройство дл  нанесени  покрытий, создающее наложение усиг ленных упругим элементом механических колебаннй от электромагнитного пол  ни-,

15 дуктора, не обеспечивает высокого эффекта уплотнени  в наносимом слое, а следовательно , требуемой его прочности и соединенн  с основой. Налагаемые вибрации способствуют лучшей укладке частиц. Од нако контактные давлени , возникающие

Claims (3)

1. 20 при соударении частиц, оказываютс  недостаточными дл  того, чтобы в данных температурных услови х вызвать существенную пластическую деформацию металлнческих порошинок и интенсивную усадку всего сло . Поэтому известное устройство пригодно лишь дл  нанесени  покрытий из порошковых материалов, доведенных до расплавлени . Вибрации в данном случае способствуют луч1лему устранению пор и раковин, нарушающих сплошность и качество saTsepi девающего сло . Цель изобретени  - повышение эффективности уплотнени  покрыти  и расширение технологических возможностей работы устройства. Цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее опору с упругим элементом и индуктор высокочастотной установки дл  нагрева и возбуждени  упругих механических колебаний, снабжено пуансоном и св занным с последним дополнительным упругим элементом, установленными с возможностью образовани  с остальной системой замкнутого колебательного контура, причем жесткость дополнительного элемента меньше жесткости упругого элемента опоры. В предложенном устройстве дл  нанесени  покрытий изделие, установленное на упругий элемент, и пуансон, прикрепленный к упругому элементу меньшей жесткости, образует единый замкнутый упруго нагруженный контур. При бесконтактном возбуждении упругих колебаний в указанном замкнутом контуре два названных упругих элемента разной жесткости работают как один упругий элемент суммированной жесткости. При этом также, как и в известном устройстве , у которого изделие со слоем порошка установлено только на один упругий элемент , .достигаетс  эффект усилени  механических колебаний, возбуждаемых от электромагнитного пол  индуктора, Однако вслед ,ствие разной жесткости каждого из упругих элементов, заключенных в единый замкнутый колеблющийс  контур, со стороны контактирующей со слоем поверхности пуансона возникает динамический знакоперемен-. ный спектр давлений, который и обеспечивает существенное повышение эффективности уплотнени . По сравнению с ранее известными устройствами характерна  особенность предложенного состоит в том, что в нем одновременно с вибрирующим изделием вибрирует и пуансон, передающий упруго налагаемое давление на слой. На чертеже схематически изображено предложенное устройство. Устройство состоит из основани  1, прикрепл емого с помощью винтов 2 к плите 3 с регулируемой высотой подъема. На основании 1 установлен упругий элемент - пружина 4 сжати , по торцу которой располо жено опорное кольцо 5. На нем помещена деталь 6 с порошковым материалом 7 и уложенной поверху асбестовой прокладкой 8. На прокладку и слой опираетс  своей кольЧевой поверхностью пуансон 9, оснащенный хвостовиком 10. К хвостовику 10 прикреплен один из концов пружины 11 раст жени , выполн ющей роль второго упругого элемента заведомо меньшей жесткости. Второй противоположный конец этой пруживы прикреплен к регулировочному винту 12 с гайкой 13, помещаемых на основание 1. В зоне расположени  наносимого на деталь сло  находитс  нагревательный индуктор 14 установки ТВЧ. Устройство работает следующим образом. Деталь 6 с засыпанным порошковым материалом 7 и уложенной поверху асбесто-. вой прокладкой 8 устанавливают на опорном кольце 5. На прокладку и слой помещают кольцевой поверхностью пуансон 9 с хвостовиком 10. После этого пружину 4 сжимают до соприкосновени  ее витков и попадани  хвостовика пуансона в центральное отверстие, расположенное в основании 1. Конец хвостовика соедин ют с одним из свободных концов пружины П, на втором конце которой заранее закрепл ют регулировочный винт 12 с гайкой 13. Сжатую до предела пружину 4 постепенно опускают, возвраща  ее в исходное состо ние. При этом сквозь отверстие в основании 1 вовнутрь пружины 4 вводитс  пружина 11 меньшей жесткости. Гайку 13 сначала навинчивают на винт 12 до момента контакта ее с основанием 1. При дальнейшем навинчивании гайки 13 на винт 12 деформируетс  соответственно пружина 11 раст жени  и пружина 4 сжати . Причем величину завинчивани  гайки 13 относительно виита 12 ведут до тех пор, пока совместна  деформаци  от обеих пружин не превысит возможную величину усадки .сло . В данном случае гарантируетс  упругое запирание , .. колебательного контура, которое в статическом состо нии равносильно приложению небольшого (в пределах упругих свойств деформированной пружины 11) первоначального давлени  на материал 7, а в динамическом состо нии - причиной возникновени  знакопеременных нагрузок. Давление на материал 7 от пружины 11 передаетс  на пружину 4 через деталь 6 и опорное кольцо 5. Пружина 4 частично деформируетс , а деталь и слой оказываютс  как бы зажатыми между двум  упругими элементами разной жесткости. В результатетакого закреплени  детали образуетс  упруго замкнута  система, в которой осуществлено наложение давлени  на наносимый порошковый слой и сохранена колебатель .1а  способность изделий и пуансона, После того как с помощью винтов 2 основание 1 прикрепл ют к плите 3 с регулируемой высотой подъема, нагреваемый участок детали 6 ввод т в зону действи  нагревательного индуктора 14. При включеииом источнике нагрева переменное электромагнитное поле, создаваемое индуктором 14, нагревает изделие в зоне расположени  сло  и вызывает интенсивные механические колебани  вместе с пуансоном. Происходит это следующим образом. В какой-) то момент времени, например, при наложеНИИ мгновенного импульса силы от магнитного пол , направленного вверх, с указаннрй силой суммируетс  действующее в том же направ 1ении усилие предварительно сжатой пружины 4. Равновесие упруго замкнутой системы от этого нарушаетс , предварительно сдеформированна  в статическом состо нии пружина 4 частично как бы разгружаетс  от ранее действующей на нее силы, увеличивает свою длину и перемещает деталь 6 и пуансон 9 вверх. Одновременно с перемещением пуансона 9 вверх на некоторое значение увеличивает первоначальна  деформаци  пружины П. В результате возникает дополнительное усилие и к ранее действующему статическому давлению на материал 7 со стороны кольцевой поверхности 9 добавл етс  давление от усили , возникающего от дополнительной деформации пружины 11. Перемещение пуан сона с деталью вверх происходит до тех пор, пока силы, действующие в противоположных направлени х, не уравновес тс . С изменением напр женности мгновенr i . ного импульса силы на противоположное с упом нутой силой суммируетс  действующее в том же направлении сжимающее усилие пружины II. При этом в крайнем верхнем положении раст гивающее усилие, действующее на пружину 4, уменьшаетс  на величину мгновенно возникающей импульсной магнитной силы, а сжимающее усилие пружины 11 увеличиваетс  на ту же величину и имеет в этот момент максимальное значение. В указанном состо нии упруго замкнутого контура равновесное состо ние верхнего положени  нарушаетс , деталь 6 с пуансоном 9 начинает перемещатьс  вниз. Причем по мере их перемещени  вниз увеличиваетс  деформирующее сжатие пружины 4, а следовательно, и величины возникающего осевого усили  и давлени , передаваемого на материал 7 кольцевой поверхностью пуансона 9. Постепенно возрастающие усили  и давлени  достигают своего наибольшего значени  в крайнем нижнем положении, в котором усилие максимально деформированной пружины 4 не уравновешиваетс  с суммарным усилием деформирующей ее пружины 11 и допол- нительно действующей мгновенной силы магнитного пол  При новом изменении направленности мгновенного импульса силы равновесное состо ние нижнего положени  упруго замкнутой системы по указанным ранее причинам нарушаетс , и деталь 6 вместе с пуансоном 9 oп tь начинает перемещатьс  вверх. В процессе этого перемещени  вновь возникает дополнительное осевое усилие и давление на слой. Достигнув крайнего верхнего положени , деталь вместе с пуансоном перемещаетс  в нижнее, на нижнего - в верхнее и т. д. В замкнутом упругом контуре колебани  издели  и пуансона осуществл ютс  с одной и тойже частотой. Однако вследствие различной жесткости пружин 4 и П, несбалансированности детали 6 и пуансона 9 ( они имеют разный вес) наблюдаетс  различие в размахах их колебаний. Одинаковость собственных частот колебаний при одновременном различии их амплитуд приводит к возникновению дополнительных инерционных нагрузок в действующем знакопеременном спектре давленнй, а в результате - к интенсификации процесса уплотнени  порошка в спекаемом и припекаемом слое. Использование предлагаемого устройства дл  нанесени  покрытий обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества: достижение заданных прочностных свойств в покрыти х происходит при пониженных энергозатратах; существенно повышаютс  показатели надежности и качества изделий с покрыти ми из порошковых материалов. Формула изобретени  Устройство дл  нанесени  покрытий из порошковых материалов, содержащее опору с упругим элементом и индуктор высокочастотной установки дл  нагрева и возбуждени  упругих механических колебаний, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  эффективности уплотнени  покрыти  и расширени  технологических возможностей работы устройства, оно снабжено пуансоном и св занным с последним дополнительным упругим элементом, установленными с возможностью образованн  с остальной системой замкнутого колебательного контура, причем жесткость дополнительного элемента меньше жесткости упругого элемента опоры . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Дорожкин Н. Н., Кузнецов В. В. Ощепков Ю. П. Индукционное упрочнение вращающихс  втулок торцовых уплотнений. Информационный листок, № 197, сер. 10 09, БелНИИНТИ. Минск, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 228169 кл. В 23 Р 3/10, 1966.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 597543, к,а. В 23 Р 3/10. 1976.

   т