SU599929A2

SU599929A2 - Coating apparatus

Info

Publication number: SU599929A2
Application number: SU762367216A
Authority: SU
Inventors: Нил Николаевич Дорожкин; Леонид Павлович Кашицын; Вячеслав Алексеевич Карпушин
Original assignee: Институт Проблем Надежности И Долговечности Машин Академии Наук Белорусской Сср
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1976-05-17
Publication date: 1978-07-05

Description

1one

Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к устройствам дл нанесени покрытий из металлических порошков на поверхность деталей.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to devices for coating metal powders on the surface of parts.

По основному авт. св. № 394165 известно устройство дл нанесени покрытий из металлических порошков, включаюш,ее источиик нагрева, узел враш;ени , выполиениый в виде установленного в подшипниках вала, св занного цанговым соединением с теплоизолирующей трубой, и снабженный съемной центрирующей оправкой со сменной втулкой, привод и зажимное ириспособление.According to the main author. St. No. 394165 discloses a device for coating metal powders, including its source of heat, a node of turning, spun out as a shaft mounted in bearings, connected to a collet joint with a heat insulating tube, and provided with a detachable centering mandrel with a replaceable sleeve, a drive and a clamping and fittings.

Недостатком данного устройства вл етс низкое качество покрыти и его слабое сцепление с поверхностью детали, обусловленное отсутствием доиолнительного давлени на слой порошка.The disadvantage of this device is the poor quality of the coating and its weak adhesion to the surface of the part due to the absence of additional pressure on the powder layer.

С целью иовышеии прочности сцеплени покрыти с поверхностью детали и повышени качества этого покрыти сменна втулка выполнена в виде секторов, концентрично расиоложенных относительно центрируюшей оправки и снабженных С-образными термобнметаллическими элементами.For the purpose of improving the adhesion strength of the coating to the surface of the part and improving the quality of this coating, the replaceable sleeve is made in the form of sectors concentric with respect to the centering mandrel and equipped with C-shaped thermo-metallic elements.

Па фиг. 1 изображен иредпочтительный вариант выполнени предложенного устройства, общий вид; на фиг. 2 - сечеиие А-А на Лиг. 1 (исходное положение); на фиг. 3 - то же, рабочее иоложеиие; на фиг. 4 - сборный термобиметаллический элемент в исходном положении; на фиг. 5 - то же, в рабочем положении. Устройство содержит источник 1 нагрева,Pa figs. 1 shows the preferred embodiment of the proposed device, general view; in fig. 2 - AA section on Lig. 1 (starting position); in fig. 3 - the same, working and younger; in fig. 4 - assembled thermo-bimetallic element in the initial position; in fig. 5 - the same in the working position. The device contains a source of heat 1,

цилиндрическую заготовку (деталь) 2, установленную на центрирующей оиравке 3, котора в свою очередь помещена на торце термоизолирующей керамической трубы 4 узла вращени . Кроме термоизолирующей керамической трубы, в узел вращени в.ходит полый вал 5, снабженный в верхней части цангой и выполненный с ним как одна цела деталь. Полый вал установлен на подшипниках 6 в корпусе кронштейна 7 и св зан с электродвигателем (на чертеже не показан) через ременную передачу 8, шкив 9 и закладную шпонку 10. Гайка 11, расположенна в нижней части полого вала, служит дл закреплени его в подшипниках.a cylindrical billet (part) 2 mounted on the centering mold 3, which in turn is placed on the end of the thermally insulating ceramic pipe 4 of the rotation assembly. In addition to the thermo-insulating ceramic pipe, a hollow shaft 5, fitted in the upper part with a collet and made as one piece in its entirety, is inserted into the rotation assembly. The hollow shaft is mounted on bearings 6 in the housing of the bracket 7 and is connected to the electric motor (not shown) via a belt drive 8, a pulley 9 and an inset key 10. A nut 11 located in the lower part of the hollow shaft serves to fix it in the bearings.

Внутри полого вала иомещена конусна деталь 12, а на ее резьбовом цилиндрическом хвостовике - гайка 13. При наворачивании гайки 13 конусна часть детали 12 разжимает цангу и закрепл ет керамическую трубу.There is a cone part 12 inside the hollow shaft, and a nut 13 on its threaded cylindrical shank. When the nut 13 is screwed, the cone part of the part 12 expands the collet and fixes the ceramic pipe.

Внутри узла вращени смонтировано также зажимное приспособление. Оно выполнено в виде подпружиненного штока 14, винта 15, св занного со штоком резьбовым соединением , П крышки 16.A clamping device is also mounted inside the rotation assembly. It is made in the form of a spring-loaded stem 14, a screw 15 connected to the stem by a threaded connection, and a cover 16.

Центрирующа оправка 3 оснащена ради3The centering mandrel 3 is equipped with

альными направл ющими 17, на которых установлены одинаковые и равные ио весу секторы 18 (на фиг. 2 и 3 иоказаны три таких сектора). На концах радиальных нанравл ющих имеетс резьба, на которую навинчиваютс гайка 19 и контргайка 20. Последние служат регулируемыми упорами, ограничивающими расхождение секторов (см. фиг. 3). Секторы 18 расположены внутри сборных термобиметаллических элементов 21, состо щих из отдельных С-образных секций 22 (на фиг. 2 и 3 показаны три секции). Секции состо т из металлических пластин, собранных воедино с помощью заклепок 23. Активный слой каждой секции выполнен из изогнутого по наружному контуру сектора пластины 24, котора несет на себе с тыльной радиусной стороны пассивный слой (на черт. 2 и 3 пассивный слой зачернен) в виде второй изогнутой пластины 25, а с внутренней стороны на радиальных отбортовках (на черт, не обозначены ) - пассивный слой в виде двух плоских пластинок 26. Посредством заклепок 27, расположенных в нижней части радиальных отбортовок, отдельные секции термобиметаллического элемента жестко св заны между собой.The main guides 17, on which the sectors 18 are identical and equal to their weight (in Figures 2 and 3, three such sectors are shown). At the ends of the radial nanorods, there is a thread on which the nut 19 and the lock nut 20 are screwed. The latter serve as adjustable stops limiting the divergence of the sectors (see Fig. 3). Sectors 18 are located within prefabricated thermo-bimetallic elements 21 consisting of separate C-shaped sections 22 (three sections are shown in Figs 2 and 3). The sections consist of metal plates assembled together using rivets 23. The active layer of each section is made of the sector 24 of the sector bent around the outer contour, which bears a passive layer on the back radius side (blackened in Fig. 2 and 3) as a second curved plate 25, and from the inside on radial flanging (in hell, not indicated) - passive layer in the form of two flat plates 26. Through rivets 27, located in the lower part of the radial flanging, separate sections thermo-bimetal element is rigidly connected to each other.

Объемна доза порошка 28 помещена в кольцевом зазоре, образованном между наружной цилиндрической поверхностью сборного термобиметаллического элемента и внутренней поверхностью цилиндрической заготовки .The volume dose of powder 28 is placed in an annular gap formed between the outer cylindrical surface of the precast thermo-bimetallic element and the inner surface of the cylindrical billet.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В соответствии с габаритами (внутреннему диаметру и высоте) цилиндрической заготовки (детали) 2 и толщиной наносимого покрыти выбирают центрирующую оправку 3, комплект секторов 18 и сборный термобиметаллический элемент 21.In accordance with the dimensions (internal diameter and height) of the cylindrical billet (part) 2 and the thickness of the applied coating, a centering mandrel 3, a set of sectors 18, and a prefabricated thermo-bimetallic element 21 are selected.

Секторы 18, предназначенные дл создани дополнительных нагрузок, устанавливают на радиальные нанравл ющие 17 центрирующей оправки 3. На резьбовые концы радиальных направл ющих 17 наворачивают гайки 19 с таким расчетом, чтобы обеспечить одинаковое расхождение секторов на требуемую величину. Требуема величина расхождени устанавливаетс в зависимости от толщины наносимого сло , но не должна превыщать допустимого расширени наружного кольца сборного термобиметаллического элемента 21 от действующих температурных деформаций. Гайки 19 фиксируют в данном положении с помощью контргаек 20. После этого на сведенные к центру секторы надевают собранный .из отдельных секций 22 термобиметаллический элемент 21 и устанавливают цилиндрическую заготовку 2. В кольцевой зазор, образованный цилиндрическими поверхност ми заготовки и термобиметаллического элемента, засыпают объемную дозу порошка 28. Собранную оправку с цилиндрической заготовкой и порошком помещают в зоне источника иагрева 1 на керамической трубе 4 узла вращени и свер4The sectors 18 intended to create additional loads are mounted on the radial 17ravening 17 of the centering mandrel 3. The threaded ends of the radial guides 17 are screwed on the nuts 19 in such a way as to ensure that the sectors diverge equally by the required amount. The required amount of discrepancy is established depending on the thickness of the applied layer, but should not exceed the allowable expansion of the outer ring of the precast thermo-bimetallic element 21 from the actual temperature deformations. The nuts 19 are fixed in this position with the help of locknuts 20. After that, the centered sectors are put on the thermo-bimetallic element 21 assembled from the individual sections 22 and the cylindrical billet 2 is installed. A volume dose powder 28. The assembled mandrel with the cylindrical billet and the powder is placed in the zone of the ignition source 1 on the ceramic pipe 4 of the rotation assembly and turning

ху закрывают крыщкой 16. Дл предотвращени припекани порошка к крышке и оправке по нижнему и верхнему торцу детали укладывают асбестовые прокладки. С целью исключени схватывани формируемого иорошкового сло с цилиндрической поверхностью термобиметаллического элемента последний хромируют и каждый раз перед прииекание.м порошка смазывают графитовой смазкой илиThe xy is closed with a lid 16. To prevent powder from sintering to the lid and mandrel, asbestos pads are placed along the lower and upper end of the part. In order to prevent the formation of the formed and powder layer with the cylindrical surface of the thermo-bimetallic element, the latter is chrome-plated and each time before the start of the m the powder is lubricated with graphite grease or

покрывают противопригарной краской. Оправку с заготовкой, нагрузочным приспособлением и порошком закрепл ют винтом 15. Закрепление детали винтом гарантирует свободное перемещение штока вверх от удлинеНИН деталей при их нагреве.cover with nonstick paint. The mandrel with the workpiece, the loading device and the powder is secured with a screw 15. Fastening the part with a screw ensures free movement of the rod upward from lengthening the parts when they are heated.

Формирование порошкового сло в устройстве сначала осуществл ют с отключенным приводом вращени . Центрирующую оправку 3 со встроенным в нее нагрузочным приспособлением и цилиндрической заготовкой 2 нагревают до температуры спекани помещенного здесь же порошкового сло 28. Нагретый сборный термобиметаллический элемент 21 расшир етс и передает давление на порошковый слой, способству его начальной усадке. Затем выключают привод узла вращени и некоторое врем обеспечивают выдержку при данной температуре спекани порошка . При этом секторы 18, установленныеThe formation of a powder layer in the device is first carried out with the rotational drive disabled. The centering mandrel 3 with a load device and cylindrical billet 2 embedded in it is heated to the sintering temperature of the powder layer 28 placed here. The heated precast thermo-bimetallic element 21 expands and transfers pressure to the powder layer, contributing to its initial shrinkage. Then, the drive of the rotation unit is turned off, and a time is allowed to hold at this sintering temperature of the powder. At the same time, sectors 18 established

с возможностью свободного перемещени в радиальном направлении, мгновенно воздействуют на радиусные участки отдельных секций 22 сборного термобиметаллического элемента , а через них - на цилиндрическуюwith the possibility of free movement in the radial direction, they instantly act on the radius of the individual sections 22 of the precast thermo-bimetallic element, and through them - on the cylindrical

поверхность наносимого сло порошка. Гор чее формирование покрыти в даином случае происходит под давлением центробежных сил, расшир ющегос термобиметаллического элемента и дополнительных давлений от расход щихс при вращении грузовых секторов. Когда под действием этих сил произойдет усадка порошка и покрытие достигиет заданной толщины, перемещеиию секторов 18 будут преп тствовать гайки 19 и контргайки 20.surface of the applied layer of powder. Hot formation of the coating in the case of pressure takes place under the pressure of centrifugal forces, the expanding thermo-bimetallic element and additional pressures from the cargo sectors diverging during rotation. When the powder shrinks and the coating reaches a predetermined thickness under the action of these forces, nuts 19 and locknuts 20 will prevent the movement of sectors 18.

В этот момент произойдет самопроизвольное сн тие дополнительных давлений от секторов .At this point, there will be a spontaneous removal of additional pressures from the sectors.

По окончании процесса формовани покрыти включают нагрев и привод узла вращени . Дают готовому изделию и оправке остыть . При остывании термобиметаллический элемент сл имаетс и возвращает секторы 18 в исходное положение. После этого вывинчивают винт 15, снимают крышку 16 и цилиндрическую заготовку 2 с припеченным на внутренней поверхности слоем. Наличие одинаковых и равных ио весу сменных секторов, устанавливаемых с возможностью свободного перемещени в радиальном направленииAt the end of the coating forming process, the heating and drive of the spinner unit are turned on. Allow the finished product and mandrel to cool. When cooling, the thermo-bimetallic element slides and returns sectors 18 to the initial position. After that, unscrew the screw 15, remove the cover 16 and the cylindrical workpiece 2 with the layer baked on the inner surface. The presence of identical and equal to the weight of interchangeable sectors that are installed with the possibility of free movement in the radial direction

внутри термобиметаллического элемента и цилиндрической заготовки, оснащает устройство нагружателем, создающим дополнительное к центробежному давление на формируемый порошковый слой. Расположение грузовinside the thermo-bimetallic element and the cylindrical billet, equips the device with a loading device, which creates additional pressure on the formed powder layer to the centrifugal one. Cargo Location

в секци х сборного термобиметаллическогоin sections of prefabricated thermobimetallic

элемента увеличивает его полезную длину (а еледователыю, и величину температурных деформаций ), споеобствует равномерному рассосредоточению передаваемого давлени и возвращению грузов в исходное положение при остывапии детали с нанесенным покрытием .the element increases its useful length (and, at the same time, the magnitude of temperature deformations), contributes to the uniform concentration of the transmitted pressure and the return of loads to its original position during the cooling of the coated part.

Термобиметаллический элемент, выполненный в виде цилиндра из С-образных секций с прин тым расположением пластин пассивного сло на активном, образует температурные разъемы в стыках секций, что вызывает дополнительное по отношению к обычному его исполнению радиальное расширение кольца. Достнженпю этого эффекта, главным образом , способствует противоположное напр жение изгиба поиарно соединенных в нижней части ир молинейных участков секций термобиметалличеекого элемента. Вследствие того, что изгиб происходит по всей длине пр молинейного участка радиальных отбортовок, повышаетс долговечность работы сборного термобиметаллического элемента.A thermo-bimetallic element, made in the form of a cylinder of C-shaped sections with a received arrangement of plates of the passive layer on the active layer, forms temperature connectors in the joints of the sections, which causes a radial extension of the ring that is additional to its usual design. The effect of this effect is mainly due to the opposite bending stress of radially connected in the lower part of the linear sections of the thermo-bimetallic element. Due to the fact that bending occurs along the entire length of the rectilinear portion of the radial flanging, the durability of the combined thermo-bimetallic element increases.

Регулируемые упоры, которыми оснащено устройство, обеспечивают сн тие дополнительных давлений по достил ении требуемой усадки сло и толщины покрыти . Формованием слоев до упоров гарантируетс получениеAdjustable stops with which the device is equipped provide for the removal of additional pressures upon reaching the required shrinkage of the layer and the thickness of the coating. By molding the layers to the stops, it is guaranteed that

стабильной плотности, нрочности сцеплени с осиовой и другие свойства покрыти . Вследствие того, что термобиметаллический элемент центрируетс относительно секторов, способных перемещатьс по направл ющим и произвольно измен ть свое положение относительно центра в процессе гор чего формовани сло , наличие упоров, выставл емых на одинаковом рассто нии от центра оправки,stable density, adhesion to axis and other properties of the coating. Due to the fact that the thermo-bimetallic element is centered relative to the sectors capable of moving along the guides and randomly changing its position relative to the center during the hot forming of the layer, the presence of stops placed at the same distance from the center of the mandrel,

гарантирует центрирование нарул ной цилиндрической поверхности термобиметаллического элемента относительно внутренней цилиндрической поверхности заготовки. В результате обеспечиваетс получение равномерной толщины сло .ensures the centering of the external cylindrical surface of the thermo-bimetallic element relative to the internal cylindrical surface of the workpiece. As a result, a uniform layer thickness is obtained.

Claims

Invention Formula

A device for producing coatings from metal powders. St. No. 394165, characterized in that, in order to increase the strength of adhesion of the coating to the surface of the part and improve the quality of this coating, the replaceable sleeve is made in the form of sectors concentrically located relative to the centering mandrel and equipped with C-shaped thermo-bimetallic elements.