[go: up one dir, main page]

RU2355521C2 - Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing - Google Patents

Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing Download PDF

Info

Publication number
RU2355521C2
RU2355521C2 RU2007113554/02A RU2007113554A RU2355521C2 RU 2355521 C2 RU2355521 C2 RU 2355521C2 RU 2007113554/02 A RU2007113554/02 A RU 2007113554/02A RU 2007113554 A RU2007113554 A RU 2007113554A RU 2355521 C2 RU2355521 C2 RU 2355521C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
alloying
electrodes
graphite
matrix
Prior art date
Application number
RU2007113554/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007113554A (en
Inventor
Анатолий Васильевич Беляков (RU)
Анатолий Васильевич Беляков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ")
Priority to RU2007113554/02A priority Critical patent/RU2355521C2/en
Publication of RU2007113554A publication Critical patent/RU2007113554A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355521C2 publication Critical patent/RU2355521C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to field of metal treatment by current effect, particularly to electrospark alloying. Electrode consists of at least two, connected to each other by butt ends, different electrodes of the same cross-section, each of them is implemented of alloying materials of the different composition, as compared with composition of material of electrodes contacting to it. Manufacturing method of electrode includes hot compaction of powder material in mould, consisting of matrix and puncheon, herewith into mould from the opposite side of matrix it is implemented the second puncheon, and in the capacity of puncheons there are used ready separated electrodes, which compiles manufactured electrode.
EFFECT: invention provides technology simplification of electrospark alloying and time saving of process during the plating of combined (wear-resistant and antifriction) alloying coating.
5 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металла воздействием электрического тока, в частности к электроискровому легированию (ЭИЛ), и может быть использовано для придания деталям машиностроения особых поверхностных свойств, например, высокой износостойкости и/или антифрикционности.The invention relates to the field of metal processing by the action of electric current, in particular to electrospark alloying (ESA), and can be used to impart special surface properties, for example, high wear resistance and / or antifriction, to mechanical engineering parts.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога изобретения электрод для ЭИЛ, выполненный из легирующего материала [1]. В качестве материала для изготовления такого электрода по условиям придания легирующему покрытию повышенной износостойкости желательно использование твердых сплавов - карбидов переходных металлов, в частности двойного литого карбида вольфрама (WC·W2C), получившего наименование рэлит.Однако использование рэлита в качестве материала легирующего электрода затруднительно из-за его высокой пористости и хрупкости, что, во-первых, создает нестабильные параметры процесса ЭИЛ, во-вторых, часто приводит к разрушению электрода в процессе ЭИЛ. Кроме того, так как по условиям прочности электрод из рэлита выполняют сравнительно небольшой длины, он имеет низкий коэффициент использования материала (КИМ), обусловленный тем, что до 25% материала электрода используется для его закрепления в электрододержателе установки ЭИЛ. С другой стороны, при формировании комбинированного покрытия для придания ему дополнительно к износостойкости антифрикционных свойств требуется его проработка графитом, что приводит к потерям времени на замену электрода из рэлита на графитовый электрод.Known accepted as the closest analogue of the invention, the electrode for ESA, made of alloying material [1]. It is desirable to use hard alloys - transition metal carbides, in particular double cast tungsten carbide (WC · W 2 C), which has become known as relit, as the material for the manufacture of such an electrode under conditions of imparting an alloying coating with increased wear resistance. However, the use of relit as the alloying electrode material is difficult due to its high porosity and brittleness, which, firstly, creates unstable parameters of the ESA process, and secondly, often leads to the destruction of the electrode during ESA. In addition, since, according to the strength conditions, the relay electrode is of relatively short length, it has a low material utilization factor (CMM), due to the fact that up to 25% of the electrode material is used to fix it in the electrode holder of the EIL installation. On the other hand, when forming a combined coating, in addition to the wear resistance of the antifriction properties, it is necessary to study it with graphite, which leads to a loss of time for replacing the relay electrode with a graphite electrode.

Достигаемым результатом изобретения является упрощение технологии ЭИЛ и сокращения времени технологического процесса при нанесении комбинированного легирующего покрытия.The achieved result of the invention is to simplify the ESA technology and reduce the time of the technological process when applying a combined alloying coating.

Это обеспечивается тем, что электрод для электроискрового легирования, выполненный из легирующего материала, согласно изобретению составлен по меньшей мере из двух скрепленных между собой торцами отдельных электродов одинакового поперечного сечения, каждый из которых выполнен из легирующего материала другого состава по сравнению с материалом контактирующих с ним одного или двух электродов.This is ensured by the fact that the electrode for spark spark alloying made of an alloying material according to the invention is composed of at least two individual electrodes of the same cross section fastened together by the ends, each of which is made of an alloying material of a different composition compared to the material of one contacting with it or two electrodes.

При этом согласно изобретению, в частности, электрод может быть составлен из двух отдельных электродов, один из которых выполнен из карбида переходного металла, а другой - из графита. Электрод может быть выполнен также из трех отдельных электродов, причем один из них выполнен из карбида переходного металла, а два других - из графита, и графитовые электроды расположены по обе стороны электрода из карбида переходного металла.Moreover, according to the invention, in particular, the electrode can be composed of two separate electrodes, one of which is made of transition metal carbide, and the other of graphite. The electrode can also be made of three separate electrodes, one of which is made of transition metal carbide, and the other two are made of graphite, and graphite electrodes are located on both sides of the transition metal carbide electrode.

Известен способ изготовления электрода для электроискрового легирования, включающий горячее прессование порошкового материала в пресс-форме, состоящей из матрицы и пуансона [2]. Такой способ применяется обычно для изготовления одиночного электрода из какого-либо одного материала. Изготовление таким способом составного электрода не позволяет обеспечить четкие границы между составами материалов контактирующих отдельных электродов, что недопустимо по условиям технологического процесса ЭИЛ при нанесении комбинированного легирующего покрытия.A known method of manufacturing an electrode for spark alloying, comprising hot pressing of the powder material in a mold consisting of a matrix and a punch [2]. This method is usually used for the manufacture of a single electrode from any one material. The manufacture of a composite electrode in this way does not allow for clear boundaries between the compositions of the materials of the contacting individual electrodes, which is unacceptable according to the conditions of the ESA process when applying a combined alloying coating.

Достигаемым результатом изобретения является повышение качества составного легирующего электрода при его изготовлении с использованием горячего прессования.The achieved result of the invention is to improve the quality of the composite alloying electrode in its manufacture using hot pressing.

Указанный результат обеспечивается тем, что при изготовлении электрода для электроискрового легирования способом, включающим горячее прессование порошкового материала в пресс-форме, состоящей из матрицы и пуансона, согласно изобретению в пресс-форму вводят с противоположной стороны матрицы второй пуансон, а в качестве пуансонов используют готовые отдельные электроды изготавливаемого составного электрода. При этом появляется возможность создания составного электрода, имеющего карбидную часть в виде отдельного электрода, например из карбидов Cr3С2 или WC·W2C (рэлита) и графитовой части в виде отдельного графитового электрода, вставляемого в электрододержатель для повышения КИМ карбидного электрода. Кроме того, составной электрод позволяет обеспечить стабильность параметров формирования слоя покрытия на деталях из токопроводящих материалов и возможность формирования комбинированных покрытий без смены электрода в режимах:This result is ensured by the fact that in the manufacture of an electrode for spark alloying by a method comprising hot pressing of powder material in a mold consisting of a matrix and a punch, according to the invention, a second punch is introduced from the opposite side of the matrix into the mold, and ready-made punches are used individual electrodes of the manufactured composite electrode. At the same time, it becomes possible to create a composite electrode having a carbide part in the form of a separate electrode, for example, from carbides Cr 3 C 2 or WC · W 2 C (relite) and a graphite part in the form of a separate graphite electrode inserted into the electrode holder to increase the CMM of the carbide electrode. In addition, the composite electrode allows to ensure the stability of the parameters of the formation of the coating layer on parts of conductive materials and the possibility of forming combined coatings without changing the electrode in the modes:

- карбидный материал+графит;- carbide material + graphite;

- графит+карбидный материал;- graphite + carbide material;

- графит+карбидный материал+графит.- graphite + carbide material + graphite.

На фиг.1 изображен составной электрод согласно изобретению, имеющий карбидную и графитовую части в виде двух отдельных электродов; на фиг.2 - то же, с двумя графитовыми и одним карбидным отдельными электродами; на фиг.3 - пресс-форма для изготовления составного электрода согласно изобретению.1 shows a composite electrode according to the invention, having carbide and graphite parts in the form of two separate electrodes; figure 2 is the same, with two graphite and one carbide separate electrodes; figure 3 - mold for the manufacture of a composite electrode according to the invention.

Электрод 1 для электроискрового легирования, выполненный из легирующего материала, согласно изобретению составлен по меньшей мере из двух скрепленных между собой торцами 2 отдельных электродов 3, 4, 5 одинакового (в данном случае круглого) поперечного сечения 6. Каждый из электродов 3, 4, 5 выполнен из легирующего материала другого состава по сравнению с материалом контактирующих с ним электродов. В соответствии с вариантом фиг.1 электрод 1 составлен из двух отдельных электродов, 3, 4, причем электрод 3 выполнен из карбида переходного металла, а другой - из графита. По варианту фиг.2 электрод 1 составлен из трех отдельных электродов 3, 4, 5, причем электрод 3 выполнен из карбида переходного металла, а электроды 4, 5 - из графита. Последние расположены по обе стороны электрода 3 из карбида переходного металла. Длина l составного электрода 1 складывается из длины lк электрода 3 из карбида переходного металла и длин lг электродов 4,5 из графита. При этом длина lк электрода 3 из карбида переходного металла составляет не более четырех диаметров d этого электрода. Данное соотношение выбрано из условия обеспечения максимальной прочности и максимальной и стабильной плотности карбидной части составного электрода 1, а также из условий технологичности при его производстве. Минимальный диаметр d составного электрода 1 должен составлять не менее 3 мм.The electrode 1 for electrospark alloying, made of an alloying material, according to the invention is composed of at least two fixed electrodes 2 separate electrodes 3, 4, 5 of the same (in this case, circular) cross section 6. Each of the electrodes 3, 4, 5 made of alloying material of a different composition compared to the material of the electrodes in contact with it. According to the embodiment of FIG. 1, the electrode 1 is composed of two separate electrodes, 3, 4, the electrode 3 being made of transition metal carbide and the other made of graphite. In the embodiment of FIG. 2, the electrode 1 is composed of three separate electrodes 3, 4, 5, the electrode 3 being made of transition metal carbide, and the electrodes 4, 5 made of graphite. The latter are located on both sides of the transition metal carbide electrode 3. The length l of the composite electrode 1 consists of the length l to the electrode 3 of the transition metal carbide and lengths l 4.5 g of graphite electrodes. The length l to the electrode 3 of the transition metal carbide is not more than four diameters d of this electrode. This ratio is selected from the condition of ensuring maximum strength and maximum and stable density of the carbide part of the composite electrode 1, as well as from the conditions of manufacturability in its production. The minimum diameter d of the composite electrode 1 must be at least 3 mm.

Пресс-форма для изготовления составного электрода 1 (фиг.3) содержит графитовую матрицу 7 и два пуансона 8 и 9, в качестве которых используют готовые отдельные электроды 3, 4 или 5 изготавливаемого составного электрода. Диаметр матрицы соответствует диаметру d изготавливаемого электрода. Для удобства осуществления технологических операций каждый пуансон в исходном состоянии снабжен основанием 10.The mold for the manufacture of the composite electrode 1 (figure 3) contains a graphite matrix 7 and two punches 8 and 9, which are used as separate individual electrodes 3, 4 or 5 of the manufactured composite electrode. The diameter of the matrix corresponds to the diameter d of the manufactured electrode. For the convenience of technological operations, each punch in the initial state is equipped with a base 10.

Пример изготовления составного электрода «графит МПГ-7 - рэлит (WC·W2C) - графит МПГ-7». Формообразующая поверхность матрицы 7 натирают порошком гексагонального нитрида бора для предотвращения припекания частиц карбидного материала к графитовым стенкам. С одной стороны матрицы 7 вводят пуансон 8 из графита МПГ-7. Матрица 7 с пуансоном 8 устанавливается на основание 10 последнего, после чего производят засыпку небольшого количества порошка кобальта или никеля (0,010÷0,015 от веса засыпаемой после этого в полость матрицы 7 мерной навески 11 рэлита). Затем производят повторную засыпку порошка никеля или кобальта в том же количестве, что и перед засыпкой мерной навески рэлита. По окончании засыпки в полость матрицы 7 вводят верхний пуансон 9 из графита материала МПГ-7, и собранную матрицу помещают в нагреватель устройства для прессования электродов (на показаны). При достижении температуры 1800-2000°С начинается усадка засыпки, и верхний пуансон 9 плавно нагружают с помощью пресса при следующих параметрах режима прессования:An example of the manufacture of the composite electrode "MPG-7 graphite - relit (WC · W 2 C) - MPG-7 graphite". The mold-forming surface of the matrix 7 is rubbed with hexagonal boron nitride powder to prevent particles of carbide material from sintering to the graphite walls. On one side of the matrix 7, a punch 8 of MPG-7 graphite is introduced. The matrix 7 with the punch 8 is installed on the base 10 of the latter, after which a small amount of cobalt or nickel powder is filled (0.010 ÷ 0.015 of the weight of the relyt 11 of the relic 11 measured in the cavity of the matrix 7). Then re-fill the powder of Nickel or cobalt in the same amount as before filling the measured weights of Relit. At the end of the backfill, an upper punch 9 of graphite of MPG-7 material is introduced into the cavity of the matrix 7, and the assembled matrix is placed in the heater of the electrode pressing device (shown). When the temperature reaches 1800-2000 ° C, shrinkage of the backfill begins, and the upper punch 9 is smoothly loaded using a press with the following parameters of the pressing mode:

- время выхода на режим- time to exit to mode 3-5 мин3-5 min - температура начала прессования- temperature of the beginning of pressing 2200±30°С2200 ± 30 ° C - температура окончания прессования,- the temperature of the end of pressing, 2550±30°С2550 ± 30 ° C - выдержка при температуре прессования- exposure at pressing temperature 20-40 с20-40 s - давление прессования- pressing pressure 20±2 МПа20 ± 2 MPa

При максимальной нагрузке и температуре 2500±30°С делают выдержку до прекращения усадки.At maximum load and a temperature of 2500 ± 30 ° C, make an exposure until the termination of shrinkage.

После этого постепенно снижают температуру до 1500±50°С, после чего снимают половину нагрузки, а при достижении температуры 800±50°С нагрузку снимают полностью. После остывания производят обрезку лишних элементов (оснований 10) пуансонов 8,9 и извлекают электрод 1 из матрицы 7. При этом отдельные электроды 3, 4, 5 составного электрода 1 оказываются прочно соединенными промежуточной эвтектической зоной 12 (фиг.1, 2) шириной b=(0,2÷1,0) d с четко выраженными границами между составами отдельных электродов.After that, the temperature is gradually reduced to 1500 ± 50 ° C, after which half the load is removed, and when the temperature reaches 800 ± 50 ° C, the load is completely removed. After cooling, the excess elements (bases 10) of the punches 8.9 are trimmed and the electrode 1 is removed from the matrix 7. In this case, the individual electrodes 3, 4, 5 of the composite electrode 1 are firmly connected by an intermediate eutectic zone 12 (Fig. 1, 2) of width b = (0.2 ÷ 1.0) d with clearly defined boundaries between the compositions of the individual electrodes.

Источники информацииInformation sources

1. Заявка RU № 99106787, B 23 H 1/04, 1997.03.20, 2001.08.22.1. Application RU No. 99106787, B 23 H 1/04, 1997.03.20, 2001.08.22.

2. Заявка RU № 2005125788, B 23 F 3/15, 2005.08.15, 2007.02.20.2. Application RU No. 2005125788, B 23 F 3/15, 2005.08.15, 2007.02.20.

Claims (5)

1. Электрод для электроискрового легирования, выполненный из легирующего материала, отличающийся тем, что он состоит из по меньшей мере двух скрепленных между собой торцами отдельных электродов одинакового поперечного сечения, каждый из которых выполнен из легирующего материала другого состава по сравнению с составом материала контактирующих с ним электродов.1. The electrode for electric spark alloying made of alloying material, characterized in that it consists of at least two bonded together the ends of the individual electrodes of the same cross section, each of which is made of alloying material of a different composition compared to the composition of the material in contact with it electrodes. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он составлен из двух отдельных электродов, один из которых выполнен из карбида переходного металла, а другой - из графита.2. The electrode according to claim 1, characterized in that it is composed of two separate electrodes, one of which is made of transition metal carbide, and the other is made of graphite. 3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он составлен из трех отдельных электродов, причем один из них выполнен из карбида переходного металла, а два других - из графита, и графитовые электроды расположены по обе стороны электрода из карбида переходного металла.3. The electrode according to claim 1, characterized in that it is composed of three separate electrodes, one of which is made of transition metal carbide, and the other two are graphite, and graphite electrodes are located on both sides of the transition metal carbide electrode. 4. Электрод по п.2 или 3, отличающийся тем, что длина электрода из карбида переходного металла составляет не более четырех диаметров этого электрода.4. The electrode according to claim 2 or 3, characterized in that the length of the transition metal carbide electrode is not more than four diameters of this electrode. 5. Способ изготовления электрода для электроискрового легирования, включающий горячее прессование порошкового материала в пресс-форме, состоящей из матрицы и пуансона, отличающийся тем, что в пресс-форму с противоположной стороны матрицы вводят второй пуансон, а в качестве пуансонов используют готовые отдельные электроды, которые составляют изготавливаемый электрод. 5. A method of manufacturing an electrode for electrospark alloying, comprising hot pressing a powder material in a mold consisting of a matrix and a punch, characterized in that a second punch is introduced into the mold on the opposite side of the matrix, and finished individual electrodes are used as punches, which make up the manufactured electrode.
RU2007113554/02A 2007-04-12 2007-04-12 Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing RU2355521C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113554/02A RU2355521C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113554/02A RU2355521C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007113554A RU2007113554A (en) 2008-10-20
RU2355521C2 true RU2355521C2 (en) 2009-05-20

Family

ID=40040940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113554/02A RU2355521C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2355521C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2416499C1 (en) * 2009-10-20 2011-04-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО "Орел ГАУ") Electrode for electric spark processing
RU2837924C1 (en) * 2024-05-28 2025-04-07 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of making composite electrode for electrospark alloying

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB762212A (en) * 1954-03-11 1956-11-28 Napier & Son Ltd Apparatus for spark machining
SU722719A1 (en) * 1978-09-04 1980-03-25 Предприятие П/Я М-5591 Method of producing small-diameter electrode for electrospark alloying
SU1484519A1 (en) * 1987-07-21 1989-06-07 Завод-втуз при Московском автомобильном заводе им.И.А.Лихачева Tool electrode for spark-erosion alloying of steels
RU99106787A (en) * 1996-09-04 2001-03-20 Беркенхофф Гмбх HIGH STRENGTH ELECTRODE FOR ELECTROEROSION PROCESSING

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB762212A (en) * 1954-03-11 1956-11-28 Napier & Son Ltd Apparatus for spark machining
SU722719A1 (en) * 1978-09-04 1980-03-25 Предприятие П/Я М-5591 Method of producing small-diameter electrode for electrospark alloying
SU1484519A1 (en) * 1987-07-21 1989-06-07 Завод-втуз при Московском автомобильном заводе им.И.А.Лихачева Tool electrode for spark-erosion alloying of steels
RU99106787A (en) * 1996-09-04 2001-03-20 Беркенхофф Гмбх HIGH STRENGTH ELECTRODE FOR ELECTROEROSION PROCESSING

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2416499C1 (en) * 2009-10-20 2011-04-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО "Орел ГАУ") Electrode for electric spark processing
RU2837924C1 (en) * 2024-05-28 2025-04-07 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of making composite electrode for electrospark alloying

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007113554A (en) 2008-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6082602A (en) Rocket combustor outer cylinder manufacturing method
US2153397A (en) Machinable sinter bearing
US8894962B2 (en) Carbon material and method of manufacturing the same
RU2355521C2 (en) Contact point for electrospark alloying and method of its manufacturing
US2377882A (en) Bearing
US2323162A (en) Flatiron base
US8646745B2 (en) Mold, solidified body, and methods of manufacture thereof
US5023145A (en) Multi carbide alloy for bimetallic cylinders
TWI687272B (en) Gradient hard alloy drilling mold
US5246056A (en) Multi carbide alloy for bimetallic cylinders
CN101408222B (en) Sliding element
JP6018227B2 (en) Method for manufacturing a cathode block for an aluminum electrolytic cell
JP3325034B2 (en) Sintered sliding member comprising multiple layers and method for producing the same
KR100790003B1 (en) Oil pocket sliding bearing
JP4550961B2 (en) Sintering die for electric current sintering
RU2811315C1 (en) Anti-friction composite material based on iron
JP2017137533A (en) Composite sintered compact and method for producing the same
RU2837924C1 (en) Method of making composite electrode for electrospark alloying
JP2004255517A (en) Consumable electrode member for electrical discharge machining
JP3776277B2 (en) Stress relaxation type functionally gradient material and method for producing the same
JP6615446B2 (en) Graphite-copper composite electrode material for electric discharge machining and electrode for electric discharge machining using the material
JPH10219307A (en) Sintered gear
JP5339770B2 (en) Method for manufacturing sintered body
DE2005681B2 (en) Contact piece for high electrical loads
CN108343676A (en) support cover

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150413