Устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия

Полезная модель используется для создания твердых износостойких покрытий на металлических изделиях, применяемых в машиностроении. Полезная модель направлена на повышение качества износостойкого покрытия за счет уменьшения неравномерности толщины покрытия. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия, содержащее рабочую камеру с патрубком подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости, емкости для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, вентили, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол со сферической выемкой, электроды, размещенные на уровне сферической выемки термостола, снабжено емкостью для перемешивания с закрепленной в ней мешалкой, вращение лопастей которой обеспечивает поддержание однородности суспензии наносимого вещества и вспомогательной жидкости. 2 илл.

Полезная модель используется для создания твердых износостойких покрытий на металлических изделиях, применяемых в машиностроении.

Известно устройство для нанесения металлического покрытия, содержащее емкость для наносимого вещества, источник вспомогательного вещества, рабочую камеру с раструбом и патрубком подачи наносимого и вспомогательного веществ (Хасуй А. Техника напыления. - М.: Машиностроение, 1975. С.13-14.)

Недостатком известного устройства является неравномерная толщина покрытия на поверхности изделия, обусловленная быстрым охлаждением частиц расплавленного наносимого металла в струе сжатого воздуха, используемого в качестве вспомогательного вещества.

Наиболее близким техническим решением является устройство для нанесения металлического покрытия содержащее емкость для наносимого вещества, источник вспомогательного вещества, рабочую камеру с раструбом и патрубком подачи наносимого и вспомогательного веществ, термостол с выемкой для размещения капли наносимого и вспомогательного веществ, электроды, смонтированные над уровнем термостола по обе стороны его выемки, и лазером, оптическая ось фокусирующей системы которого совпадает с осью раструба (А.С. 1031524, кл. В05В 7/22, 1983 г.).

Недостатком известного устройства является неравномерная толщина покрытия на поверхности изделия. Основное перемешивание наносимого вещества и вспомогательной жидкости происходит только на поверхности термостола в момент испарения образовавшейся капли смеси рабочего материала и вспомогательной жидкости. Однако этого недостаточно для качественного перемешивания наносимого вещества и вспомогательной жидкости для образования равномерной по составу капли смеси. В момент испарения каждой последующей капли на обрабатываемой поверхности изделия образуется покрытие с различным количеством наносимого материала. Что приводит к неравномерности толщины получаемого покрытия и снижения его качества. Полезная модель направлена на повышение качества износостойкого покрытия за счет уменьшения неравномерности толщины покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия, содержащее рабочую камеру с патрубком подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости, емкости для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, вентили, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол со сферической выемкой, электроды, размещенные на уровне сферической выемки термостола, снабжено емкостью для перемешивания с закрепленной в ней мешалкой, вращение лопастей которой обеспечивает поддержание однородности суспензии наносимого вещества и вспомогательной жидкости.

На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит рабочую камеру 1 с раструбом 2 и патрубком 3 подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости в рабочую камеру, емкость 4 для наносимого вещества, емкость 5 для вспомогательной жидкости, вентили 6 и 7, емкость 8 для перемешивания суспензии, мешалку 9, лазер 10 на входе рабочей камеры с фокусирующей системой 11, оптическая ось которой совпадает с осью рабочей камеры. Под патрубком 3, соосно с ним, в рабочей камере 1 установлен термостол 12, имеющий на торцевой поверхности сферическую выемку для удержания капли 13 суспензии из рабочего вещества и вспомогательной жидкости. По обе стороны термостола, на уровне сферической выемки, размещены электроды 14. Выход рабочей камеры 1 направлен перпендикулярно на покрываемую поверхность металлического изделия 15.

Устройство работает следующим образом.

Металлическое изделие 15 располагают перпендикулярно выходу рабочей камеры 1. Заполняют емкости 4 и 5 наносимым веществом и вспомогательной жидкостью соответственно. Открывают вентили 5, в емкость 8 поступает наносимое вещество и вспомогательная жидкость. Лопастям мешалки 9 придают вращательное движение, при этом происходит перемешивание суспензии из наносимого вещества (мелкодисперсный металлический порошок из износостойкого материала) и вспомогательной жидкости. По достижению однородности суспензии открывают вентиль 7, готовая суспензия по патрубку 2 подается в камеру 1. Капля суспензии 13 попадает на сферическую выемку на торцевой поверхности термостола 12, расположенного соосно под патрубком. Термостол обеспечивает нагрев наносимого вещества до заданной температуры. Сферическая выемка на торцевой поверхности термостола служит для удерживания на нем капли суспензии из наносимого вещества и вспомогательной жидкости. Одновременно с открытием вентиля 7 включают лазер 10, луч которого через фокусирующую систему 11 вводится в рабочую камеру и фокусируется на капле суспензии, находящейся в сферической выемке. При нагреве жидкость в капле суспензии начинает испаряться, а капля приобретает сферическую форму. Под действием сфокусированного на капле луча лазера, капля взрывается, замыкая при этом межэлектродный промежуток электродов 14. Продукты взрыва за счет электрического разряда приобретают дополнительную энергию и через раструб 2 направляются на покрываемую поверхность изделия. Перемещая изделие относительно раструба с определенной скоростью, происходит нанесение износостойкого покрытия на его поверхность. Перемешивание суспензии в емкости 8 не прекращают на протяжении всего процесса нанесения покрытия.

Применение емкости с закрепленной в ней мешалкой для перемешивания наносимого вещества и вспомогательной жидкости предлагаемом устройстве позволяет достичь достаточной однородности суспензии и наносить покрытие на поверхность металлического изделия с более равномерным количеством наносимого вещества. Это обеспечивает уменьшение неравномерности толщины покрытия на единицу площади изделия на 5-8% в сравнении с прототипом и приводит к повышению качества износостойкого покрытия.

Устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия, содержащее рабочую камеру с патрубком подачи в нее наносимого вещества и вспомогательной жидкости, емкости для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, вентили, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол и электроды, отличающееся тем, что снабжено емкостью для перемешивания с закрепленной в ней мешалкой.