Способ восстановления деталей с внутренней полостью

 

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТЬЮ, предусматривающий установку детали на оправке , магнитно-импульсное напрессовывание порошкового слоя на наружную поверхность детали, спекание и механическую обработку, отлича(ющ и и с я тем, что с целью овьш1ения экономичности процесса путем исключения оболочек из цветного металла, перед магнитно-импульсной напрессовкой порошкового слоя деталь обжимают на оправке и помещают в полость матрицы, а напрессовывание осуществляют посредством раздачи детали в полости матрицы, при этом радиус щ оправки выбирают из условия (i-a N изн мек.Л ААвхл)) а радиус полости матрицы из условия б, , ) ОПр ЧЛП. Од где RM номинальный внутренний радиус детали, 9 ,9, ,0/j - соответственно плотность порошка в состоянии засыпки, после прессования и спекания,; .; соответственно при-. пуск на механическую обработку внутренней и СО 00 внешней поверхностей детали; оо величина износа H-JH Н г номинальная толщина СХ) детали.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

В 22 F 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ.СВИДЕТЕЛЬСТВУ ность порошка s состоянии засыпки, после прессования и спекания, .. соответственно при-. пуск на механическую обработку внутренней и внешней поверхностей детали; величина износа, номинальная толщина детали. мех1 мвх2

<и)и

H (21) 3509586/22-02 (22) 10. 11. 82 (46) 23.05.84. Бюл. У 19 (72) Н.Н. Дорожкин, Л.П. Кашыцын, А.А. Кот, В.А. Кот и Л.А. Ковриго (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской CCP (53) 621.762.043 (088.8) (56) 1. Дорожкин Н.Н. Упрочнение и восстановление деталей машин металлическими порошками. Минск. "Наука и техника", 1975, с. 152.

2. Дорожкин Н.Н., Ярошевич ВЛ и др. Методические рекомендации по получению порошковых покрытий методом магнитно-имцульсного прессования.

Минск, ИНДМАШ АН Белорусской ССР, 1980, с. 47.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 1) 3370068,кл.В 22 F 7/04, 1981. (54)(57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТЬЮ, предусматривающий установку детали на оправке, магнитно-импульсное напрессовывание порошкового слоя на наружную поверхность детали, спекание и меха-ническую обработку, о т л и ч а ю— шийся тем, что с целью овьппения экономичности процесса путем исключения оболочек из цветного металла, перед магнитно-импульсной напрессовкой порошкового слоя деталь обжимают на оправке и помещают в полость матрицы, а напрессовывание осуществляют посредством раздачи детали в полости матрицы, при этОм радиус Ra))p оправки выбирают из условия (1 41

Ronp=RH мвх.1 2Я g I о

Ун и™мех.ц е мех.21 ) а радиус Йм полости матрицы иэ условия 2

"м "Опр " и)н, ц(и1н 11мех» >men) i

J .где R — номинальный внутренний радиус детали, 8 19„ 62 — соответственно плот1 1093398 2

Изобретение относится к лорошковой металлургии, в частности к способам восстановления деталей машин металлическими порошками, и может быть использовано для восстановления внутренних поверхностей тонкостенных цилиндрических деталей.

Известен способ восстановления внутренних поверхностей цилиндрических деталей, включающий помещение порошка в полость детали и ее вращеи ние с одновременным индукционным на гревом (1) .

Однако применение данного способа ограничено сложностью индукционного нагрева деталей из цветных металлов.

Кроме того, для восстановления деталей малого диаметра необходимо обеспечить высокие скорости вращения, что в ряде случаев весьма за20 труднительно.

Известен также способ восстановления изношенных поверхностей цилиндрических деталей методом магнитно-им25 пульсной напрессовки порошка и последующего спекания. Согласно этому способу производят загрузку порошка в полость между внутренней изношенной поверхностью детали и электропроводящей оболочкой, его уплотнение энергией импульсного магнитного поля, снятие оболочки, спекание сформированного слоя и последующую механическую обработку полученного покрытия (21 .

Однако указанный способ не позволяет использовать материал детали по мере ее износа. Это обстоятельство существенно ограничивает область применения, так как в ряде случаев . 4О оказывается весьма сложно обеспечить физико-механические и эксплуатационные свойства порошкового покрытия, полностью идентичные свойства монолитной детали. 45 е

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления деталей с внутренней полостью, включающий установку детали на оправке номинального внутреннего размера детали, помещение порошка между внешней поверхностью детали и

55 соосно с ней установленной электропроводящей оболочкой, магнитно-импульсную напрессовку с одновременным обжатием детали на оправке, удаление

/1 1 роир он Енеии реяе р,)(иииниеиеи1 имени)и а радиус ЙМ полости матрицы из условия

8@

"м коо +" ион (амн ме .1 " мех.24 о

Rì

82,— номинальный внутренний радиус детали; соответственно плотность порошка в состоянии засыпки, после прессования и спекания; соответственно припуск на механическую обработку внутренней и внешней поверхностей детали величина износа, номинальная толщина детали. где

Мвх.1i ме х.g и н

На фиг. 1 показано положение наружного индуктора, детали и оправки до обжатия детали, на фиг. 2 — расоболочки, спекание и механическую обработку восстановленной детали .(3) .

Существенным недостатком известного способа является необходимость в использовании электропроводящих оболочек, выполненных из цветного металла (медь, алюминий, латунь, бронза), которая обусловлена невозможностью осуществить уплотнение порошка непосредственным воздействием на него импульсного магнитного поля. Это объясняется крайне низкой электропроводимостью порошка в состоянии свободной насыпки, Целью изобретения является повышение экономичности процесса путем исключения оболочек из цветного металла.

Цель достигается тем, что согласно способу восстановления деталей с внутренней полостью, предусматривающему установку детали на оправке, магнитно-импульсное напрессовывание порошкового слоя на наружную поверхность детали, спекание и механическую обработку, перед магнитно-импульсной напрессовкой порошкового слоя деталь обжимают на оправке и помещают в полость матрицы, а напрессовывание осуществляют посредством раздачи детали в полости матрицы, при этом радиус "onp оправки выбирают из условия

3 10933 положение обжатой детали в полости матрицы, на фиг. 3 — расположение детали и внутреннего индуктора в полости матрицы после раздачи детали, на фиг. 4 — деталь с напрессованным и ".печенным порошковым слоем.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Втулку 1 (фиг. 1) обжимают импуль- 1p сным магнитным полем с помощью индук-. тора 2 на оправку 3. Затем оправку удаляют, а втулку 1 устанавливают в цилиндрическую полость жесткой матрицы 4 (фиг. 2), В зазор между поверх, ностями втулки и матрицы помещают порошок 5 и осуществляют магнитноимпульсное напрессовывание путем раздачи втулки 1.с помощью внутреннего индуктора 6 (фиг. 3). Втулку 1 с наирессованным слоем 5 извлекают из матрицы 6, осуществляют спекание и припекание порошка при температуре (0,8-0,9) Tz„(Tzz — температура плавления материала порошка) и механическую обработку ее внешней и внутренней поверхностей (фиг. 4).

Пример. Восстанавливали внутреннюю поверхность цилиндрической. бронзовой тонкостенной втулки верхней головки шатуна двигателя ЯИЗ-236.

Для напрессовывания использовался порошок бронзо-графита типа БГр3,2.

Исходные данные для расчета размеров оправки и полости матрицы: 0 ц = 25 мм; 35

Ь )(., = р )(= 0,2 мм; 6() = 0,38;

B„= 0,8; 9 = 0,9, Ь. „„= 0,3 мм, Н=Змм.

Вычисления по формулам дают

"оюр %24,0 мм, Rì 28,7 мм. 40

Втулку обжимали магнитно-импульсным методом на стальную оправку радиусом 24 мм. При этом использовалась установка "Импульс-А". Энергия разряда составляла 8,2 кДж. После 45 удаления оправки втулку устанавливали в цилиндрическую полость стальной матрицы (R - =28,7 мм), в образцовый зазор между по ледней и внешней

98 поверхностью втулки засыпали порошок и уплотняли его на вибраторе (частота 50 Гц, амплитуда 0,2-0,3 мм) до плотности Цо = 0,38.

Далее в полость втулки помещали цилиндрический индуктор, работающий на раздачу, и осуществляли магнитноимпульсную напрессовку порошка на внешнюю поверхность втулки за счет ее раздачи на матрицу. Энергия разряда, обеснечивающая плотность порошка после прессования 9 = 0,71-0,81, составляла 9,8 кДж. После прессования втулку с напрессованным порошковым слоем извлекали из матрицы и осуществляли спекание порошка в атмосфере эндогаза в течение 2,4 ч при

1120К. При этом плотность порошкового слоя возрастала до значения

;8q = 0,89-0,92. Внутреннюю и наружную поверхности восстановленной втулки

: обрабатывали с припуском дц „< = " ех 2 0,18-0,22 мм.

Прочность сцепления порошкового слоя составляла 130-135. МПа. Покрытие имело толщину 4=6„1я+ баек. =

О, 3+ (О, 18 — О, 22) = О, 48 — О, 52 мм.

В предложенном способе восстановления деталей с внутренней полостью отпадает необходимость использования электропроводящих оболочек. Напрессовка порошка на наружную поверхность детали производится путем ее радиальной деформации (раздачи) в полости матрицы. В данном случае раздача обеспечивается непосредственным воздействием (беэ оболочек) на нее импульсного магнитного поля внутреннего индуктора. Возможность такой деформации обусловлена достаточно высокой электропроводимостью металла детали.

7акнм образом, восстановление детали согласно предложенному способу осуществляется путем последовательного обжатия и раздачи с напрессовкой непосредственно детали без применения электропроводящих оболочек.

1093398

U3H фиг.1

Кипр

1093398

ЛИех1 опр

Составитель Т. Шевелева

Техред Л. Микеш

Редактор В. Данко

Корректор Ю. Макаренко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3343/7 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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