Способ и устройство для изготовления износостойкой поверхности путем электролиза - RU2017114199A

1. Способ изготовления износостойкой поверхности заготовки (1) путем электролиза, при котором износостойкую поверхность создают в отверстии (2) заготовки (1) путем плазменно-электролитического оксидирования (PEO) или плазменно-электролитического нанесения (PED) создается, включающий по меньшей мере следующие этапы:

предоставляют заготовку (1), которая имеет указанное по меньшей мере одно отверстие (2),

закрывают непроницаемым для среды образом как верхнюю сторону, так и нижнюю сторону отверстия верхним закрывающим элементом (6) и нижним закрывающим элементом (7), и одновременно вводят в указанное по меньшей мере одно отверстие (2) центральный полый катод (12),

вводят электролит в отверстие (2),

создают непрерывное течение электролита в кольцевом пространстве (17) между стенкой (4) отверстия (2) и наружным диаметром центрального полого катода (12), и

выводят электролит и возникающий при электролизе газ.

2. Способ по п.1, в котором электролит сверху через центральный полый катод (12) вводят в отверстие (2) в направлении нижнего закрывающего элемента (7), у нижнего закрывающего элемента электролит изменяет направление своего течения и течет по стенке (4) в кольцевое пространство (17) в направлении верхнего закрывающего элемента (6), вверху электролит отводят вместе с возникающим газом.

3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что электролит течет через кольцевое пространство (17) со скоростью течения с величиной от 0,5 до 1,5 м/с, предпочтительно величиной от 2 до 5 м/с.

4. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что создают износостойкую поверхность с толщиной от 20 до 50 мкм.

5. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что на верхнем закрывающем элементе (6) предусмотрено по меньшей мере одно выпускное отверстие (16), через которое отводят по меньшей мере возникающий при электролизе газ, при этом предпочтительно предусмотрены несколько, по большей мере предпочтительно семь выпускных отверстий (16).

6. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что возникающий при электролизе и пристающий к стенке (4) газ механически удаляют со стенки (4) посредством подмешанных к электролиту посторонних частиц и захватывают текущим электролитом.

7. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что заготовку (1) при процессе нанесения покрытия приводят в вибрации, для чего предусмотрено вибрационное устройство.

8. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что возникающий при электролизе газ собирают в сборном пространстве (22), которое расположено на верхнем закрывающем элементе (6) и над отверстием (2), при этом газ непрерывно отводят из сборного пространства (22).

9. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия на заготовку (1) на отверстии (2) с верхней стороны создают фаску.

10. Устройство для нанесения покрытия, в частности предназначенное для проведения способа по одному из предыдущих пунктов, для изготовления износостойкой поверхности заготовки (1) путем электролиза, при котором износостойкую поверхность создают в отверстии (2) заготовки (1) путем плазменно-электролитического оксидирования (PEO) или плазменно-электролитического нанесения (PED), отличающееся тем, что содержит верхний закрывающий элемент (6) и нижний закрывающий элемент (7) для непроницаемого для среды уплотнения указанного по меньшей мере одного отверстия (2), при этом предусмотрен центральный полый катод (12), который распространяется с центральным расположением в отверстии (2) от верхнего закрывающего элемента (6) в направлении нижнего закрывающего элемента (7), при этом введенный в отверстие электролит течет через кольцевое пространство (17) между стенкой (4) отверстия (2) и наружным диаметром центрального полого катода (12), при этом предусмотрено по меньшей мере одно выпускное отверстие для отвода возникающего при электролизе газа.

11. Устройство для нанесения покрытия по п.10, отличающееся тем, что в верхнем закрывающем элементе (6) расположено впускное отверстие (19) для подачи электролита, которое выходит в центральный полый катод (12), причем указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие (16), предпочтительно несколько, наиболее предпочтительно семь выпускных отверстий (16) расположены в верхнем закрывающем элементе (6).

12. Устройство для нанесения покрытия по одному из пп.10 или 11, отличающееся тем, что центральный полый катод (12) своим свободным концом (18) расположен на расстоянии от нижнего закрывающего элемента (7), причем это расстояние предпочтительно составляет 10 мм.

13. Устройство для нанесения покрытия по одному из пп.10 или 11, отличающееся тем, что кольцевое пространство (17), если смотреть в радиальном направлении, имеет размер примерно 10 мм, если центральный полый катод (12) имеет цилиндрическую наружную стенку, или что кольцевое пространство (17) имеет размер примерно 10 мм в области свободного конца (18) центрального полого катода (2), при этом размер кольцевого пространства в направлении верхнего закрывающего элемента (6) непрерывно расширяется соответственно конически сужающемуся варианту выполнения центрального полого катода (12) от свободного конца (18) в направлении верхнего закрывающего элемента (6).

14. Устройство для нанесения покрытия по одному из пп.10 или 11, отличающееся тем, что центральный полый катод (12) через свой свободный конец (18) соединен с нижним закрывающим элементом (7), при этом в свободную торцевую сторону (14) центрального полого катода (12) ввернут по меньшей мере один винт (13), который проходит через нижний закрывающий элемент (7).

15. Устройство для нанесения покрытия по одному из пп.10 или 11, отличающееся тем, что содержит сборное пространство (22), которое расположено над указанным по меньшей мере одним отверстием (2) на верхнем закрывающем элементе (6), в котором собирается возникающий при электролизе газ, который выводится через по меньшей мере одно расположенное на крышке (24) выпускное отверстие (16) предпочтительно вместе с электролитом, текущим через кольцевое пространство (17).