способ покрытия поверхности металлической заготовки

Формула изобретения

Способ покрытия поверхности металлической заготовки, включающий натирание заготовки покрывающим материалом, отличающийся тем, что заготовку в процессе натирания подвергают знакопеременному изгибу путем винтового перемещения ее через криволинейный калибр.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области покрытий поверхностей деталей защитными и смазочными материалами и может быть использовано при обработке металлов давлением.

При обработке металлов давлением, например при операциях прокатки, ковки, штамповки и др. покрытия используют как при нагреве под деформацию, так и в качестве технологической смазки с целью снижения износа деформирующего инструмента и усилий.

При мелкосерийном производстве используют метод обмазок, который эффективен в случаях, когда стремятся предотвратить обезуглероживание поверхности крупных поковок. Способ трудоемок и непроизводителен.

Более широко для формирования защитных покрытий используется метод напыления [1] Метод достаточно универсален, однако используется лишь в мелкосерийном производстве и требует использования санитарных средств защиты обслуживающего персонала и окружающей среды.

Особенно широко, например, при холодной прокатке и волнении, используется метод электролитического осаждения и окунания в расплавы металла, что также требует специальных средств защиты персонала и окружающей среды и связан с большим расходом материала покрытий.

Наиболее близким решением по технологической сущности и достигаемому результату является способ формирования покрытия на металлической заготовке натиранием ее поверхности [2]

Способ характеризуется тем, что в поверхность покрываемой заготовки внедряют деформирующий элемент и продвигают его по этой поверхности в режиме проскальзывания, чем добиваются наведения растягивающих напряжений с обоих сторож деформирующего элемента.

К растянутым зонам покрываемой поверхности прижимают натирающий элемент, при этом в условиях локального разогрева и высоких удельных давлений, частицы натирающего элемента вступают в реакцию с растянутой поверхностью заготовки и образуют соединения в твердой фазе которая и является покрытием. Для повышения активности протекания реакции поверхность заготовки смачивают, например, глицерином.

К недостаткам способа следует отнести сравнительно тонкие (доли микрона) слои формируемых покрытие, что связано с невозможностью без порчи поверхности достичь высокого уровня удельных давлений и растягивающих напряжений, от которых зависит активность поверхности и эффективность покрытия по толщине. Низка также и производительность процесса.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является увеличение производительности и толщины слоя покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе, включающем натирание металлической поверхности, заготовку в процессе натирания подвергают знакопеременному изгибу путем винтового перемещения ее через криволинейный калибр.

В процессе винтового перемещения вдоль оси калибра заготовка вращается в изогнутом состоянии, при этом каждое ее сечение за каждый свой оборот испытывает цикл растягивающих и сжимающих напряжений и соприкасается в режиме проскальзывания с натирающими элементами в виде поддерживающих ее на оси калибра линеек.

В результате стремления изогнутой и вращающейся заготовки разогнуться происходит интенсивное проскальзывание и локальный разогрев контактируемых поверхностей заготовки и натирающих элементов, что приводит, в условиях высоких удельных давлений и растягивающих напряжений, к деформированию прочного покрытия.

На фиг. 1 представлена схема способа; на фиг. 2-схема постадийного (сечения "А-А", "Б-Б" и "В-В") протекания процесса формирования покрытия поверхности металлической заготовки натиранием. На фиг.3-ролик с вогнутой поверхностью. На чертежах изображены заготовка 1, размещенная в криволинейном калибре, образованном выпуклой 3 и вогнутой 4 поверхностями развернутых на угол подачи роликов 2 и поверхностями поддерживающих линеек 5,6 служащих одновременно натирающими элементами.

Процесс покрытия осуществляется следующим образом:

Заготовка 1, поверхность которой смочена глицерином, посредством развернутых на угол подачи b и вращающихся роликов 2 захватывается в сечении "А-А", втягивается в криволинейный калибр, образованный выпуклой 3 и вогнутой 4 поверхностями роликов 2 и поверхностями поддерживающих линеек 5,6, достигает в сечении "Б-Б" максимального прогиба "f" и в сечении "В-В" полностью выходит из калибра.

На всем протяжении криволинейного калибра каждое сечение заготовки, совершая винтовое перемещение, испытывает цикл знакопеременных напряжений и многократно контактирует с натирающими элементами, в результате чего в условиях интенсивного проскальзывания и удельных давлений формируется прочное покрытие ее поверхности.

Заданием величины прогиба "f" в криволинейном калибре регулируют уровень напряжений в поверхности натираемой заготовки, а заданием угла подачи b вращающихся роликов регулируют частоту актов натирания каждого сечения заготовки, что приводит при совместном воздействии этих факторов к возрастанию эффективности покрытия.