Меню Рубрики

Установки для электроискрового напыления

Оборудование для электроискрового легирования

Назначение

Нанесение функциональных покрытий с помощью импульсных плазменно-искровых разрядов в воздушной среде при периодическом контактировании электрода с изделием, вследствие чего осуществляется перенос и осаждение расходуемого материала электрода на поверхность изделия.

Установка используется в ручном или механизированном варианте.

Области применения

  • восстановление и упрочнение деталей машин, штампов, инструмента;
  • нанесение износостойких покрытий;
  • нанесение электропроводящих и декоративных покрытий;
  • снижение переходного сопротивления электрических контактов.

Для упрочнения инструмента и технологической оснастки в качестве электродов применяют твердые сплавы (Т15К6, Т17К12, ВК6, ВК8, ВК20 и др.), материалы на основе карбидов и боридов металлов (TiC, WC, Мо2В5, СrB2, TaB2 и др.), графит и др.

Основные преимущества процесса

  • возможность локального формирования покрытий в строго указанных местах радиусом от долей миллиметра и более, не защищая при этом остальную поверхность;
  • высокая адгезия с основным материалов;
  • отсутствие нагрева и деформаций изделия в процессе обработки;
  • возможность использования в качестве электродов различных токопроводящих материалов, как из чистых металлов, так и их сплавов, порошковых материалов и др.
  • сравнительная простота технологии, которая не требует специальной предварительной обработки поверхности;
  • простота обслуживания и надежность оборудования, которое малогабаритно и транспортабельно;
  • низкая энергоемкость ручных и механизированных процессов (0,5-2 кВт);
  • высокий коэффициент переноса материала (60-80%).

Технические характеристики

  • потребляемая мощность — 0,5 кВт;
  • напряжение питания — 220 В;
  • энергия импульсов — 0,11-10 Дж;
  • частота импульсов — 5-1600 Гц;
  • частота вибрации электрода — 600 Гц;
  • количество электрических режимов — 70;
  • максимальная толщина покрытия сплава Т15К6 на сталь 45 — 0,5 мм;
  • высота неровностей профиля покрытия Ra -2,0 мкм;
  • максимальная производительность — 15 см2/мин.

Основная комплектация

Общий вид

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

источник

Электроискровое наращивание и легирование

1. Физические основы процесса электроискрового легирования (ЭИЛ)

Способ электроискровой обработки металлов, разработанный Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко, основан на явлении электрической эрозии материалов при искровом разряде в газовой среде (преимущественно на воздухе) и полярного переноса продуктов эрозии на катод (деталь), на поверхности которого формируется слой измененной структуры и состава [12]. В результате электрического пробоя межэлектродного промежутка возникает искровой разряд, в котором поток электронов приводит к локальному разогреву электрода (анода). На поверхности катода под действием значительных тепловых нагрузок происходят микрометаллургические и сопутствующие им процессы (термомеханические, гидродинамические, диффузионные), осуществляющие перемешивание материала катода и анода, при взаимодействии с компонентами газовой среды, что способствует образованию высокой адгезии между основой и формируемым слоем. Поэтому электроискровое легирование следует считать методом создания новых композиционных материалов.

В первую очередь это относится к тугоплавким покрытиям, наиболее существенно и принципиально изменяющим свойства верхнего слоя материала. Величина этих изменений определяется составом, структурой, свойствами материалов электродов и технологическими параметрами процесса электроискрового легирования.

2. Общая схема процесса электроискрового легирования

На рис. 1 приведена общая схема процесса ЭИЛ с вибрирующим анодом в виде компактного электрода и изображение образующегося верхнего слоя.

Рис. 1. Схема электроискрового легирования (ЭИЛ): Г.И. – генератор импульсного тока; МЭП – межэлектродный промежуток; ИР – искровой разряд; А – анод; К – катод

Процесс ЭИЛ начинается со сближения анода (электрода) с катодом (деталью). При расстоянии между ними, равном пробивному, начинается развитие искрового разряда длительностью 10–6…10–3с, который во многих случаях завершается при контакте электродов.

При небольших напряжениях между электродами (U 3. Модель процесса электроискрового легирования

Модель процесса, разработанная Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко, заключается в следующем: при сближении электродов напряженность электрического поля между ними увеличивается и, достигнув определенной величины, вызывает пробой промежутка между электродами. Через возникающий канал сквозной проводимости пучок электронов сфокусированно ударяется о твердую металлическую поверхность анода. Энергия движения остановленных электронов выделяется в поверхностных слоях анода. Энергия от специального источника питания импульсно подводится к разрядному промежутку, поэтому плотность тока в канале значительно превосходит критические значения. Вследствие этого металл анода локально разогревается, расплавляется и частично испаряется. Капля расплавленного металла отделяется от анода и, опережая его, движется к катоду. В процессе отделения от анода летящая капля успевает нагреться до высокой температуры, закипает и взрывается. Цепь тока прерывается, фокусирующее действие электромагнитного поля исчезает, и образовавшиеся частицы летят широким фронтом. Поскольку перегретая капля и частицы находятся в газовой среде, возможно образование химических соединений, вследствие чего отделившиеся от анода частицы могут отличаться от материала анода. Достигнув катода, расплавленные частицы анода свариваются с ним и частично внедряются в его поверхность. Движущийся за частицами электрод-анод механически ударяет о катод, перемешивая частицы анода. При этом протекают процессы диффузии и химических реакций. Механический удар по раскаленной массе металла проковывает полученное покрытие, увеличивая его однородность и плотность. Так как процесс носит локальный характер, имеет место и сверхскоростная закалка. После этого электрод-анод отходит от катода, а на поверхности последнего остается прочно соединенный с ним слой материала анода.

Читайте также:  Установка катодной защиты магистральных газопроводов

Эта модель процесса разработана для высоких напряжений между электродами. При ЭИЛ, где используют напряжения не выше 100…200 В, пробой межэлектродного промежутка происходит практически при контакте электродов (зазор 5…10 мкм) через частицы, находящиеся в воздухе или на поверхности электродов. При контактном начале пробоя на первом этапе происходит электрический взрыв контактного мостика, обеспечивающий предварительную очистку поверхности и последующее формирование межэлектродного пространства для развития плазменного разряда. На сблизившиеся жидкие объемы анода и катода действуют гидродинамическое давление факелов, газокинетическое давление со стороны канала проводимости, сила электрического поля, электродинамическая сила, реактивное давление. Механизм образования покрытия при ЭИЛ дополняется в работах Н.И. Лазаренко, согласно которому выброс металла происходит и с поверхности катода [16]. На поверхности последнего образуется лунка с краями, несколько приподнятыми над первоначальной поверхностью. Поэтому при электроискровом легировании поверхность обрабатываемой детали представляет собой совокупность гребней и впадин, геометрические размеры и частота следований которых определяет шероховатость, сплошность обработанной поверхности.

4. Установки для электроискрового наращивания и легирования

Универсальная механизированная высокочастотная установка ИМ-101 (рис. 2) предназначена для электроискрового упрочнения рабочих поверхностей всех видов режущего инструмента, штампового кузнечно-прессового, заготовительного и литейного производств, для восстановления изношенных поверхностей деталей в ремонтном производстве при работе в ручном и механизированном режимах при оснащении одноэлектродными и многоэлектродными головками.

Рис. 2. Универсальная механизированная высокочастотная установка для электроискрового легирования ИМ-101

Особенности: установка оснащена двумя генераторами электроискровых разрядов и позволяет использовать параллельно две одноэлектродные головки для повышения производительности механизированного ЭИЛ.

Технические характеристики установки:

  • напряжение питающей сети, В (50 Гц) – 220±22;
  • потребляемая мощность, кВА – 1,5;
  • суммарная емкость разрядных конденсаторов, мкф – 340;
  • производительность, см2/мин – до12,0;
  • частота следования импульсов, Гц – 100…1200;
  • толщина слоя покрытия, мм – до1,2;
  • шероховатость покрытия, Rа мкм – 1,5;
  • масса генератора, кг – 42;
  • габаритные размеры, мм – 480x210x480;
  • повышенная мощность;
  • позволяет создавать покрытия толщиной до 0,1 мм за один проход.

Малогабаритная установка для ручного ЭИЛ типа ИМ-05 (рис. 3) предназначена для электроискрового упрочнения рабочих поверхностей всех видов режущего инструмента, штампового оснащения кузнечно-заготовительного и литейного производств.

Рис. 3. Малогабаритная установка для ручного ЭИЛ типа ИМ-05

Особенности: оригинальная схема генератора электроискровых разрядов, установка имеет 3 режима работы, максимальная емкость разрядных конденсаторов – 60 мкф.

Технические характеристики установки:

  • напряжение питающей сети, В (50 Гц) – 220±22;
  • потребляемая мощность, кВА – 0,3;
  • производительность, см2/мин – 3,0;
  • частота следования импульсов, Гц – 100;
  • толщина слоя покрытия, мм – до 0,1;
  • шероховатость покрытия, Rа мкм – 3,0;
  • масса, кг – 6,4;
  • габаритные размеры, мм – 245x110x220.

5. Примеры обработки поверхностей изделий с помощью ЭИЛ

Технология восстановления валов-бендиксов стартера двигателя не требует значительных капитальных затрат. Толщина восстановленного слоя с упрочняющим покрытием составляет от 0,025 до 0,5 мм на сторону (рис. 4, а).

Технология обеспечивает восстановление шпоночного соединения, конуса, шеек под подшипники шатунных валов для бензопил при затратах, не превышающих 15 % стоимости вала (рис. 4, б).

3. Валы турбонагнетателей транспортных средств

Толщина восстановленного слоя с упрочняющим покрытием составляет до 0,2 мм на сторону (рис. 4, в).

Рис. 4. Детали, восстановленные и упрочненные с помощью ЭИЛ

4. Обоймы-шестерни с внутренним зацеплением

Технологический процесс восстановления шлицев обоймышестерни обеспечивает восстановление изношенных поверхностей при отсутствии деформации эвольвенты зубчатого зацепления. Толщина восстановленного слоя с упрочняющим покрытием составляет 0,5 мм на сторону (рис. 5, а).

Рис. 5. Упрочненные поверхности деталей с помощью электроискрового легирования

Технология обеспечивает восстановление боковых поверхностей шлицев сопрягаемых деталей мотокультиватора при затратах, не превышающих 15 % стоимости вала. Толщина восстанавливаемого слоя до 0,6 мм (рис. 5, б).

Технология упрочнения рабочих поверхностей ножей механизированной мясорубки обеспечивает повышение долговечности в 2…3 раза при затратах, не превышающих 15 % стоимости новых ножей (рис. 5, в).

7. Дисковая пила для пилорамы

Стойкость инструмента после упрочнения превышает стойкость неупрочненных инструментов в 4…5 раз, что позволяет повысить производительность процесса на 25 % (рис. 5, г).

источник

Электроискровая наплавка

Применяемая в РПЦ технология электроискровой наплавки позволяет восстанавливать вручную и в автоматическом режиме изношенную поверхность до 0,2 мм. Восстанавливаемые материалы как черный металл, чугун, так и цветные металлы. Поверхность получается мелкопористая, что позволяет дополнительно задерживать масло на восстановленной поверхности. Это дает дополнительную смазку и охлаждение нагруженных восстановленных поверхностей. Подъем восстанавливаемого материала небольшой, но это происходит при температуре не выше 80 градусов по Цельсию. Изделия не деформируются, т.к. нет нагрева. Это позволяет восстанавливать изделия с минимальных, от 3 мм, толщин (вручную), а так же любых диаметров, от 3 мм, тел вращения (автоматический режим). В зависимости от используемых материалов твердость поверхности получается до 55 HRC.

Читайте также:  Установка вибера на самсунг

Применение этой технологии в ремонте автомобилей дает большой простор к применению с гарантированным качеством. Просаженные валы КПП, АКПП, рулевых реек, раздаточных коробок, шеек распредвала, постелей коленвала, изношенных отверстий под подшипники практически любых корпусных отверстий

Сущность процесса электроискровой обработки

Электроискровая обработка основана на электроискровой эрозии (разрушении) металлов при электрическом искровом разряде.

При наращивании поверхностей деталь подключают к отрицательному полюсу электрического колебательного контура, работающего в области искрового разряда, а электрод к положительному.

При прошивании отверстий или резке металла к обрабатываемой детали подключают положительный полюс, а к электроду-инструменту — отрицательный. В этом случае промежуток между деталью и электродом заполняют диэлектрической жидкостью.

Колебательный контур установки снабжен конденсаторными батареями, которые при питании постоянным током заряжаются, а при замыкании цепи разрядного контура разряжаются, за счет чего между деталью и электродом проскакивает искра. Искра в месте ее действия вызывает высокую температуру, приводящую к расплавлению части металла на поверхности детали. Частицы расплавленного металла за счет потока электронов отрываются от поверхности детали. Чтобы частицы металла не переносились и не оседали на поверхности электрода-инструмента, промежуток между деталью и электродом-инструментом заполняют керосином, минеральным маслом или другим диэлектриком, т. е. жидкостью, непроводящей электрический ток. Оторванные частички металла оседают в этой среде.

Применение электроискровой обработки в ремонтной практике

При ремонте машин электроискровая обработка находит применение для наращивания деталей, износ которых не превышает 0,1—0,2 мм (при тугих и напряженных посадках), для повышения износостойкости рабочих поверхностей деталей, для получения в деталях большой твердости отверстий под стопоры, отверстий, ограничивающих распространение трещин перед заваркой, и т. д., при подготовке к металлизации деталей с высокой твердостью, а также обрезки изношенных частей, удаления сломанных крепежных деталей и инструмента. Электроискровой обработке могут подвергаться все металлы и сплавы, обладающие электропроводностью, независимо от их твердости и термической обработки,

Схема установки для электроискрового наращивания и упрочнения поверхностей деталей. Установка состоит из электромагнитного вибратора, инструмента и источников питания. Деталь подключают к отрицательному полюсу, а электрод-инструмент к положительному. При работе установки частички металла вырываются из электрода-инструмента и в процессе электрического разряда переносятся на деталь и прочно сцепляются с ней. Процесс протекает без применения рабочей жидкости.

Наращивание изношенных поверхностей производят в местах неподвижных посадок на шейках валов и в гнездах корпусных деталей, главным образом под посадки подшипников качения.

С помощью электроискрового способа наращивают и упрочняют боковые поверхности шлицев, подвижные шестерни и кулачковые муфты (по боковым поверхностям шлицев и по пазам под вилки управления), рычаги фрикционов, вилки управления муфтами (в местах, входящих в пазы муфт) и другие детали.

Для упрочнения деталей применяют сплавы Т15К6, ТЗО, ВК8, BK10, феррохром, сормайт.

В зависимости от толщины и чистоты поверхности образующихся упрочненных слоев электрические режимы подразделяются на три группы: мягкие, средние и жесткие.

Перед упрочнением с поверхностей деталей удаляют грязь и ржавчину и обеспечивают чистоту поверхности не ниже 5—6-го классов.

Достоинством электроискрового способа можно считать то, что обработка металла производится непосредственно электрическим разрядом без затраты механической энергии.

Основным недостатком этого способа является малая толщина наращиваемого слоя металла — до 0,2 мм

источник

БИГ-5м настольный прибор электроискровой обработки/наплавки

Основные области применения прибора для электроискровой обработки:

    • электроэрозионная обработка/восстановление деталей (например, зубья шестерен редуктора, направляющие и ползуны, шейки коленчатых валов двигателей, внутренняя поверхность цилиндров двигателей внутреннего сгорания и т. д.), при правильном примененении обеспечивает 100% ресурс;
    • упрочнение деталей машин, повышения их коррозионной стойкости и снижения трения сопрягаемых трущихся поверхностей для режущих инструментов (к примеру ножи всех типов и конфигураций, сверла, резцы токарные, строгальные из быстрореза, свёрла, фрезы, метчики, плашки, в т.ч. и для обрабатывающих центров, лопатки турбин и насосов, экструдеров, шнеков, шпинделей. и т. д.). Повышает износостойость . Практически, любой инструмент изготовленный из инструментальной или углеродистой стали становится твердосплавным и работает от 2-х до 7 раз дольше не уступая дорогостоящему твёрдосплавному инструменту.

Технические характеристики

Напряжение питания (±10%), В, при частоте 50 Гц

Потребляемая мощность, кВА

Количество электрических режимов

Частота вибрации электрода, Гц

Толщина покрытия, мкм (при нанесении твердого сплава Т15К6 на сталь 45)

Высота микронеровностей Rа, мкм *

Максимальная производительность нанесения покрытия без пропусков, см2/мин *

Габаритные размеры генератора, см

ручной и механизированный (при дополнительном комплектовании)

Установка БИГ-5 имеет возможность подвода защитных газов в зону наплавки.

Комплект поставки

Прибор / генератор импульсов — 1 шт.
Рукоятка (электровозбудитель) с кабелем – 1 шт.
Сетевой кабель – 1шт.
Технический паспорт – 1шт.

Гарантия — в течении 12 месяца с момента поставки.

Дополнительные сведения.

Принцип действия прибора, разработан советскими учёными супругами Б.Р. и Н.И. Лазаренко (А.с. № 70010 от 03.04.1943г.), основан на переносе материала электрода (любого токопроводящего) на обрабатываемую деталь ( должен быть электропроводящим) в процессе прохождения электрического разряда. Когда к электродам, один из которых легируемая деталь (катод), а другой — легирующий металл (анод), приложить импульсное напряжение и свести электроды до появления искрового разряда, то между анодом и катодом потечет импульсный ток большой плотности. В точке искрового разряда на поверхности электродов (преимущественно на аноде) металл разогревается и частично испаряется. Капли расплавленного металла с анода устремляются к поверхности катода под действием электромагнитного поля. Достигнув поверхности катода, расплавленные частицы анода внедряются в расплавленную лунку на поверхности катода и смешиваются с металлом катода, а частично осаждаются на кромке лунки и привариваются к ней. При этом достигается высокая адгезия с материалом — основой, а при использовании твердосплавных электродов также и высокая прочность наносимого указанным методом покрытия.

Читайте также:  Установка подвесных светильников на натяжном потолке

Достоинства и особенности прибора:

  • Отсутствие нагрева и деформации изделия в процессе обработки, высокая адгезия с основным материалом,
  • Возможность использования в качестве электродов различных токопроводящих материалов (золото, серебро, медь, бронза, графит, твердые сплавы), как из чистых металлов, так и их сплавов ,порошковых материалов (к примеру, коррозионную стойкость детали можно повысить, произведя ее легирование графитом, кремнием, алюминием или феррохромом. и т.д.);
  • Возможность локального формирования покрытий управления толщиной этих покрытий – от нескольких микрометров до 0,5 мм (а при использовании определённых технологий – до 5–10 мм и более) путём изменения электрических режимов обработки и её длительности. и более, не защищая при этом остальную поверхность, позволяет наслаивать один материал на другой с целью получения фрикционных, антифрикционных и антикоррозийных слоев;
  • Процесс работы настолько прост, что не требует обучения работника, достаточно прочитать инструкцию по применению прибора. Сравнительная простота технологии, которая не требует специальной предварительной обработки поверхности, простота обслуживания и надежность оборудования.

Мои впечатления: Прошлым летом назад увидел и опробывал этот аппарат. Сам пробовал наплавлять на образце, причем использовал в качестве электрода сломанное сверло.. Признаться был впечатлен этим процессом. Деталь не нагрелась и не деформировалась. Пробовал молотком ударять на наплавленному слою — не отбил! Износ глубиной до 1мм наплавить оказалось достаточно легко, но и несколько миллиметров тоже можно поднять при необходимости, то что нужно для ремонта всех мелких дефектов.
Тогда и понял, что традиционный ремонт аппаратами контактной сварки с присадочной проволокой, фольгой, порошком по сравнению с электроискровой наплавкой — прошлый век, все это отслаивается через 2-3 месяца, и опять по новой нужно форму в ремонт отдавать. При мне восстановили посадочное место для гильзы (откололся кусочек металла) блока ДВС КОМАЦУ. Обычно блоки с такими дефектами выбраковываются.

Оборудованием нанесения металлопокрытий пользуются: ОАО АвтоВАЗ, ОАО «Уфимские моторы», ОАО НПО»Салют»,ОАО НПО»Сатурн»(Рыбинские моторы),ГУП «Уралтрансмаш», ОАО»Уральский завод гражданской авиации», ОАО «Красноярский завод холодильников», Новосибирский ГУП»Искра», ГУП»ЛУЧ», Новгородский ОАО»Акрон», Новокузнецкий ОАО»ЗапСиб», Новокузнецкий ОАО»КМК»и т.д.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ:

Ремонт/Восстановление деталей: Ремонт шеек валов, посадочных мест под подшипники, торцевых уплотнителей, золотниковых систем в гидравлике, эвольвент зуба шестерён, направляющих, шпоночных и сегментных соединений, натяжных и накатных валков, роликов. Увеличение срока работы трущихся поверхностей, создание фрикционных и антифрикционных свойств, нанесение твёрдой смазки: графита, бронзы, меди, латуни. Маркировка поверхности металла любой твердости.

Упрочнение режущих кромок инструмента: Свёрла, фрезы, метчики, плашки, в т.ч. и для обрабатывающих центров. Резьбо-накатные ролики, втулки направляющие, цанги, сухари. пилы рамные, ленточные, круглые (до 1500 мм в диаметре), цепные, для ручной и машинной валки, шины цепных пил, звёздочки, фрезы любых конфигураций, ножи строгальные, фуговальные, рейсмусовые, обкорочные, для производства щепы, древесного шпона и цилиндровки брёвен. Пресс-ножницы, пилы по металлу любой длины и диаметра, резцы токарные, строгальные из быстрореза. Ударные, выпрямляющие и правильные устройства, зажимные, отрезные, навивальные, шаговые и подающие механизмы. Лопатки турбин и насосов, шнеков, шпинделей. пилы рамные, ленточные, круглые (до 1500 мм в диаметре), цепные, для ручной и машинной валки, шины цепных пил, звёздочки, фрезы любых конфигураций, ножи строгальные, обкорочные, для производства щепы, древесного шпона и цилиндровки брёвен и т.д.

Упрочнение деталей машин, повышения их коррозионной стойкости и снижения трения сопрягаемых трущихся поверхностей: пресс-формы (освобождение от облоя, подлива, упрочнение подвижных знаков и их посадочных мест), толкатели, литниковые каналы, экструдеры, фильеры, смесители, шнеки, ножи в дробилках, защита поверхности от царапин при сьёме резины, получение и восстановление шагрени на поверхности форм, атрицы и пуансоны на штампы вырубные, вытяжные и гибочные и т.д. Пресс-формы для цветного литья, с целью защиты литниковых каналов, радиусов, уклонов, толкателей, знаков (обработка не допускает появления разгарных сеток, облоя и подлива). Ножи всех типов и конфигураций. и т.д.

Внедрение прибора на Вашем предприятии позволит значительно снизить затраты на приобретение инструмента, улучшит качество выпускаемой продукции, уменьшит время на переналадку оборудования, увеличит срок работы деталей, механизмов,оборудования .

источник