ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава

Классы МПК:B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика
B23H9/00 Обработка специальных металлических объектов или для получения специального эффекта или результата на металлических объектах
B82B1/00 Наноструктуры
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-09-14
публикация патента:

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке изделий из алюминиевых сплавов. Способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава включает электроискровое легирование графитовым электродом, при этом перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава вручную с помощью войлочного тампона втирают нанопорошок нитрида титана. Способ позволяет повысить износостойкость поверхности изделий из алюминиевых сплавов. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения износостойкости поверхности изделий из алюминиевых сплавов.

Известен способ упрочнения поверхности металлического изделия [патент RU № 2067918. Способ упрочнения поверхности металлического изделия / МПК6 B22F 3/24, B22F 7/04. Опубл. 20.10.1996], включающий обработку заготовок в течение 5способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, патент № 2430814 30 минут в смесителе, заполненном легирующим порошком в количестве 0,1 мг на 1 см2 упрочняемой поверхности.

Недостатками этого способа являются:

1) обязательное воздействие мелющих тел на геометрические размеры упрочняемых металлических изделий, что исключает его применение для упрочнения деталей, имеющих пространственную геометрию с предусмотренными технической документацией и чертежами допусками и припусками на конечные размеры деталей;

2) невозможность его применения для упрочнения крупногабаритных деталей, в том числе и по причине возможности их соударения друг с другом, в результате чего будет нарушаться их геометрия;

3) отсутствие гарантии однородности и толщины слоя упрочняющего материала (порошок, гранулы) на упрочняемом изделии.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки алюминиевых сплавов [патент RU № 2185939 / МПК7 В23Н 1/00. Опубл. 27.07.2002], включающий обработку поверхности алюминиевых сплавов электроискровым способом графитовым электродом диаметром 4-6 мм со скоростью его перемещения 3-10 мм/с.

Недостатком способа является недостаточно высокая износостойкость поверхности металлоизделий, обрабатываемых графитовым электродом, преимущественно тех, которые работают при повышенных температурах.

Задачей изобретения является повышение износостойкости поверхности металлоизделий с применением технологии электроискрового легирования.

Поставленная задача достигается с помощью способа обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, включающего электроискровое легирование поверхности графитовым электродом, при этом перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава вручную с помощью войлочного тампона втирают высокопрочный тугоплавкий нанопорошок нитрида титана TiN.

Пример 1. Технологию отрабатывали на образцах размером 50×50×10,5 мм, вырезанных из листа алюминиевого деформируемого сплава Д1 (3,8-4,8% Сu; 0,4-0,8% Мn; 0,4-0,8% Mg). При этом в поверхность образцов предварительно с помощью войлочного тампона вручную втирали нанопорошок нитрида титана TiN, затем с помощью установки «Эмитрон-14» при использовании графитового электрода диаметром 6 мм (графит марки МПГ-6) производили электроискровую обработку поверхности при круговых перемещениях электрода со скоростью 0,07способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, патент № 2430814 0,09 мм/мин, частоте вибрации f=400 Гц и рабочем токе I p=1 А.

Из обработанных заготовок вырезали цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 15 мм. На приборе ПМТ-3 измеряли микротвердость поверхности (по Виккерсу HV). Испытания на износ проводили на машине МТ-2 при возвратно-поступательном перемещении образцов по контртелу из стали Ст3 в течение 3 ч при удельной нагрузке 10 Н/мм2. В качестве смазки использовали трансформаторное масло, которое подавалось в зону трения непрерывно в автоматическом режиме.

Износ определяли по потере массы образцов путем их взвешивания на аналитических весах ВЛА-200 до и после испытания. Полученные данные (таблицу) показали, что электроискровая обработка поверхности образцов из сплава Д1 графитовым электродом повышает ее микротвердость в 1,7 раза по сравнению с необработанным сплавом (с 200 до 340 ед. HV), а в результате предварительного втирания в поверхность образцов вручную с помощью войлочного тампона нанопорошка нитрида титана TiN с ее последующей электроискровой обработкой графитовым электродом микротвердость повышается в 2,26 раза (до 453 ед. HV). При этом износ упрочненной поверхности уменьшился соответственно в 1,84 и в 4 раза.

Пример 2. Результаты этого эксперимента были использованы для повышения стойкости кокилей, отливаемых из алюминиевого сплава АК7 (6,0-8,0% Si; 0,2-0,6% Mn; 0,2-0,55% Mg; ост. - Al) и применяемых для литья лодочных трехлопастных винтов из этого же сплава с массой 0,83 кг и диаметром по периферии лопастей 240 мм. Кокиль состоит из двух частей с криволинейным разъемом преимущественно в горизонтальной плоскости. При удалении из него отлитых винтов, имеющих сложную криволинейную поверхность, происходит силовое и истирающее воздействие, как на полость формы, так и на поверхность винтов, что приводит в конечном счете к изменению размеров как полости металлической формы, так и тех мест отливок, которые они оформляют.

При литье лодочных винтов в кокиль, поверхность полости формы которого не обрабатывали по разработанному способу, геометрия полости формы четко воспроизводилась на 225способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, патент № 2430814 250 отливках, а в результате предварительного втирания вручную в поверхность полости формы с помощью войлочного тампона нанопорошка нитрида TiN с последующей электроискровой обработкой графитовым электродом воспроизводимость размеров полости формы сохранялась до съема 325способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, патент № 2430814 350 отливок (больше в 1,3способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, патент № 2430814 1,6 раза).

Вид обработки Без ЭИЛ и без нанопорошка TiNЭИЛ без нанопорошка TiNНанопорошок TiN+ЭИЛ
Микротвердость, HV, ед. 200340 453
Потеря массы, мг0,92 0,50 0,23

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, включающий электроискровое легирование графитовым электродом, отличающийся тем, что перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава втирают нанопорошок нитрида титана.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2430814

patent-2430814.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика

Патенты РФ в классе B23H1/00:
способ улучшения прирабатываемости пары трения "вкладыш подшипника - шейка вала" -  патент 2528070 (10.09.2014)
способ электроэрозионного легирования поверхностей стальных деталей -  патент 2524471 (27.07.2014)
способ восстановления изношенных поверхностей металлических деталей -  патент 2524470 (27.07.2014)
способ обработки вкладышей подшипников скольжения -  патент 2524467 (27.07.2014)
способ электроэрозионной обработки прецизионных сферических поверхностей -  патент 2507042 (20.02.2014)
способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания -  патент 2487002 (10.07.2013)
способ стабилизации межэлектродного промежутка при электроэрозионном профилировании шлифовальных кругов с помощью автоматического экстремального регулятора подачи электрода -  патент 2486037 (27.06.2013)
способ автоматического управления системой подготовки и регенерации электролита и устройство для его воплощения -  патент 2471594 (10.01.2013)
трущаяся деталь в смазочной среде, работающая при контактном давлении, превышающем 200 мпа -  патент 2466307 (10.11.2012)
устройство для искровой обработки -  патент 2465990 (10.11.2012)

Класс B23H9/00 Обработка специальных металлических объектов или для получения специального эффекта или результата на металлических объектах

Патенты РФ в классе B23H9/00:
технологическая оснастка для локальной электроискровой обработки внутренних поверхностей тел вращения -  патент 2527108 (27.08.2014)
способ электроэрозионного легирования поверхностей стальных деталей -  патент 2524471 (27.07.2014)
способ восстановления и упрочнения стальных рабочих лопаток влажнопаровых ступеней паровой турбины -  патент 2518036 (10.06.2014)
сотовое уплотнение и способ его изготовления -  патент 2515869 (20.05.2014)
способ локального удаления диэлектрических покрытий -  патент 2515604 (20.05.2014)
устройство для электрохимической маркировки внутренней поверхности ствола оружия -  патент 2514763 (10.05.2014)
способ электрохимической обработки лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления -  патент 2514236 (27.04.2014)
способ восстановления высевающего диска для пневматического высевающего аппарата -  патент 2510318 (27.03.2014)
способ электроэрозионной обработки прецизионных сферических поверхностей -  патент 2507042 (20.02.2014)
устройство для электрохимического удаления заусенцев -  патент 2504461 (20.01.2014)

Класс B82B1/00 Наноструктуры

Патенты РФ в классе B82B1/00:
многослойный нетканый материал с полиамидными нановолокнами -  патент 2529829 (27.09.2014)
материал заменителя костной ткани -  патент 2529802 (27.09.2014)
нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими характеристиками -  патент 2529682 (27.09.2014)
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ определения направления перемещения движущихся объектов от взаимодействия поверхностно-активного вещества со слоем жидкости над дисперсным материалом -  патент 2529657 (27.09.2014)
способ формирования наноразмерных структур -  патент 2529458 (27.09.2014)
способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах -  патент 2529452 (27.09.2014)
способ изготовления стекловидной композиции -  патент 2529443 (27.09.2014)
комбинированный регенеративный теплообменник -  патент 2529285 (27.09.2014)
способ изготовления тонкопленочного органического покрытия -  патент 2529216 (27.09.2014)


Наверх