Способ наплавки металла на деталь

 

СПОСОБ НАПЛАВКИ.МЕТАЛЛА НА ДЕТАЛЬ, включающий подготовку поверхности детали, нагрев и заливку литейной форгла с деталью жидким металлом при включенном индукторе, о т и ч а ю щ и и с я тем, что, с це- ; лью улучшения соединения наплавляемого металла с деталью и уменьшения уровня остаточных напряжений в приграничном слое, в период заливки жидкого металла, его затвердевания и охлаждения до температур перехода Металла из пластичного в упругое .состояние на индуктор подают ток с частотой, большей резонансной частоты детали на 3-8%.

„,Su„„l 026947 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) В 22 D 19 00 ° В 22 D 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

_#_ (и

H 0 СН0 У СВИДЕтел СТВУ

IaeaL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3364546/22-02 (22) 05.10 ° 81 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) В.Г. Горенко, П.В. Русаков, М.М. Агеев, С.Г. Рябошапка и В.Й. Зоц (71) Институт проблем литья AH украинской ССР (53) 621 ° 74.046(088.8) (56)-1. Авторское свидетельство СССР

9 329957, кл. В 22 D 19/10, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 228169, кл. В 23 К 29/30, 1967. (54)(57) СПОСОБ НАПЛАВКИ ИЕ1АЛЛА HA

ДЕТАЛЬ, включающий подготовку поверхности детали, нагрев и заливку литейной форин с деталью жидким металлом при включенном индукторе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения соединения наплавляемого металла с деталью и уменьшения уровня остаточных напряжений в приграничном слое, в период заливки жидкого металла, его затвердевания и охлаждения до температур перехода металла из пластичного в упругое состояние на индуктор подают ток .с частотой, большей резонансной частоты детали на 3-8Ъ.

1026947

Изобретение относится к литейному производству, в частности к наплавке и восстановлению деталей жидким металлом.

Известен способ наплавки рабочих

,поверхностей деталей жидким металлом, заключающийся в установке в форму заготовки, предварительно нагретой в вакууме, с последующей заливкой жидкого металла; в предварительной зачистке и офлюсовывании наплавля- 10 емой поверхности, нагреве ее индуктором и заполнении полости жидким металлом; в наплавке рабочих поверхностей электрошлаковым способом и др. jl) . 15

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ »аплавки металла на деталь, заключающийся в том, что, с целью повышения качества наплавки за счет бесконтактного возбуждения упругих колебаний в жидком металле на поверхности наплавляемой детали, на электромагнитное поле высокой частоты накладывают электромагнитное поле постоянного тока. Поверхность детали предварительно подготавливают к наплавке, нагуевают и заливают жидким металлом (2 .

К недостаткам данного способа наплавки следует отнести то, что приложение электромагнитных полей высокой частоты и постоянного тока на жидкий металл, наплавляемый на рабочую поверхность деталей не всегда оказывает положительное влияние на формирование переходной зоны. Величины электромагнитных полей не ограничены по величине и поэтому в большей части их влияние оказывается недоста-40 точным для воздействия на металлы с целью улучшения качества переходной зоны. Кроме того, приложение таких полей не оказывает заметного влияния на снижение уровня остаточных напряжений в полученных биметаллических отливках.

Цель изобретения — улучшение соединения наплавляемого металла с деталью и уменьшение уровня остаточных напряжений в приграничном слое.

Поставленная цель достигается тем, что в способе наплавки металла на деталь, включающем подготовку поверхности детали, нагрев ее и заливку литейной формы с размещенной в ней деталью жидким металлом при включен нОм индукторе, в период заливки жидкого металла, его затвердевания и охлаждения до температур перехода металла из пластичного в упругое состояние на индуктор-подают ток с частотой, большей резонансной частоты детали на 3-8%.

Известно, что если проводить заливку жидкого металла в форму и одновременно подавать на высокочастот ный индуктор ток, то под влиянием синусоидального высокочастотного электромагнитного поля жидкий металл получает колебательное движение относительно наплавляемой поверхности детали. Это способствует очистке этой поверхности и улучшает сварку наплавляемого металла с основой.

Предлагаемый способ наплавки деталей основан на том, что, прежде всего, в период заливки жидкого металла в форму на индуктор подается ток с частотой близкой к резонансной частоте наплавляемой детали. При этом происходит значительное повышение подвижности. Это способствует лучшей очистке наплавляемой поверхности и сцеплению с ней залитого металла. Рекомендация по подводу резонансной частоты наплавляемой детали на 3-8Ъ заключается в том, что в процессе затвердевания наплавляемого металла резонансная частота увеличивается на величину равную

3-8% от величины резонансной частоты наплавленной детали. ЗЪ являются минимальной величиной, а 8% — максимальной величиной увеличения резонансной частоты детали.

Если наплавляемая деталь сложной конфигурации, то каждый элемент детали имеет свою резонансную частоту.

В этом случае следует использовать резонансную частоту наплавляемой поверхности детали.

Для уменьшения уровня остаточных напряжений в наплавленных деталях продолжают подавать на индуктор ток с резонансной частотой детали до температур перехода металла из пластичного в упругое состояние.

Так как для наплавки деталей обычно используют сплавы с большим коэффициентом термического расширения, чем основной металл, то в переходной зоне получается значительный уровень остаточных напряжений. При охлаждении деталей от температур затвердевания до температур перехода наплавленного сплава из пластичного в упругое состояние и подводе к индуктору тока с частотой, соответствующей резонансной частоте детали, наблюдается значительное снижение уровня напряжений, эа счет повышенной подвижности атомов в. наплавленном слое сплава и в переходной зоне. Если в таком режиме продолжать до полного охлаждения детали, то величина образующихся временных напряжений часто превышает предел прочнос ти наплавленного сплава и в этом случае образуются трещины. Поэтому прекращают подачу на индуктор тока с резонансной частотой детали при температуре перехода наплавленного

1026947

Составитель Ю. Ятманов

Редактор И. Касарда Техред O,Íåöå Корректор A. Ференц

Заказ 4б32/15 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д.. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сплава из пластического в упругое состояние.

Исследование влияния способапрототипа .и предлагаемого способа наплавки деталей на качество переходной зоны и уровень остаточных напряжений в наплавленных деталях проводили в условиях литейного цеха опытного производства ИПЛ AH Украин-. ской CCP при восстановлении траков гусеничных тракторов.В качестве форм используется спекающаяся смеь, которая спекается от тепла, выделяемого нагретой поверхностью детали. Для нагрева используют индуктор петлеобразной формы. Изменение частоты проводят регулятором типа PHTO.

Полученные результаты показывают, что по сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ наплавки деталей позволяет получить переходную зону без дефектов и неспаев и уменьшить уровень остаточных напряжений в деталях в зоне наплавки с

272-297 МПа до 129-141 МПа. Кроме того, установлено, что наплавку можно проводить без зачистки наплавляемой поверхности до металлического блеска и офлюсовывания ее. При приложении электромагнитного поля в течение всего охлаждения отливки до комнатной температуры в большинстве случаев в наплавляемом.сплаве обра10 зуются микротрещины. Аналогичные результаты получены при наплавке деталей другой конфигурации.

Экономический эффект от использо 5 вания предлагаемого способа составляет б4,9-71,2 р на 1 т наплавляемых или восстанавливаемых деталей за счет упрощения подготовки наплавляемой поверхности, ликвидации неспа О,ев и дефектов в переходной зоне и уменьшения уровня остаточных напряжений в 1,8-2,1 раза.