Способ производства биметаллических изделий
Изобретение относится к производству биметаллических изделий и может быть использовано при изготовлении труб, колец подшипников и других изделий. Цель изобретения - повышение качества биметаллических изделий. При сварке трением заготовок 1 и 2 из различных металлов величину диаметра D<SB POS="POST">3</SB> внутренней заготовки 2 выбирают равной среднему значению внутреннего диаметра D<SB POS="POST">2</SB> наружной заготовки, а угол конусности наружной поверхности β внутренней заготовки 2 выбирают больше на 5...10° угла конусности α внутренней поверхности наружной заготовки 1. Это обеспечивает вытеснение при сварке нагретыми трением слоями металла загрязнений и окислов в грат и повышение качества сочленения, а также снижение энергозатрат при производстве. 3 ил., 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„ЯЦ„„1530383 А 1 ц)) 4 В 23 К 20/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4294032/31-27 (22) 05.08.87 (46) 23.12.89. Бюл. № 47 (7l) Днепропетровский металлургический институт (72) В. Н. Данченко, Е. А. Макаренко, В. V. Григоренко, П. Г. Хаустов и В. В. Киселев (53) 621.774.21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 797859, кл. В 23 К 20/12, 1979.
Авторское свидетельство СССР № 238322, кл. В 23 К 20/12, 1966. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к производству биметаллических изделий и может быть
2 использовано при изготовлении труб, колец подшипников и других изделий. Цель изобретения — повышение качества биметаллических изделий. При сварке трением заготовок 1 и 2 из различных металлов величину диаметра с(р внутренне заготовки 2 выбирают равной среднему значеник> внутреннего диаметра с1 наруж ной зы готовки, а угол конусности ныружн»й поверхности внутренней заготовки 2 выбирают больше на 5...10 углы к»нусности а внутренней поверхности наружной зы> отовкц I >го обеспечивает вь>теснеци>. цри
1530383
3
Изобретение относится к прокатному производству и может быть испол ьзова но при изготовлении биметаллических колец для подшипников, пальцев траков, биметаллических труб, цилиндров поршневых двигателей, теплопроводов и других изделий различного назначения.
Целью изобретения является повышение качества биметаллических изделий за счет обеспечения надежного соединения контактных поверхностей.
Сущность способа состоит в том, что сочленению подвергают заготовки с оптимальными для вытеснения окислов в процессе сварки трением углами конусности и значениями диаметров.
На фиг. 1 представлена операция подготовки заготовок в виде усеченных конусов; на фиг. 2 — их сочленение с одновременной герметизацией; на фиг. 3 — прокатка биметаллических заготовок.
Способ осуществляк)т следующим образом.
Из разнородных материалов изготавливают гильзы 1 и 2 требуемых размеров, подготавливают их контактные поверхности путем механической обработки, сочленяют, герметизируют и прокатывают. Подготовку контактных повехностей заготовок производят путем выполнения их в виде усеченных конусов, а их сочленение и герметизацию контактных поверхностей производят одновременно под действием осевого давления и интенсивного трения.
Пример. В лабораторных условия. производят сварку заготовок из стали 45 и бронзы 5p05Ll5C5. (лина заготовок f составляет 50 мм, наружный диаметр d) бронзовой заготовки 40 мм, внутренний 20 мм.
Внутреннюю поверхность стальной заг<)T<)Bки протачивают с конусностью 20, наружную поверхность бронзовой заготовки -- с конусностью 5 в 15 . Г1араметры процесса сварки во всех экспериментах остаются постоянными: осевое усилие 600 МПа; частота вра<цения 900 с ; усилие зажима
850 МПа.
В каждом из экспериментов замеряют величину момента трения как показателя энергоемкости процесса.
Влияние угла конусности на момент трения показано в табл. 1.
Анализ результатов экспериментов показывает, что с изменением угла конусности и наружной поверхности внутренней заготовки от 5 до 15 при неизменном угле конусности (! внутренней поверхности наружной заготовки, составляющем в данном случае 20 и обеспечивающем наибольший коэффициент трения, момент трения увеличивается от 13,1 до 13 6 кгм в экспериментах 1 — 6, а в дальнейшем остается на одном и том же уровне. Практически неизменное значение момента трения с углом конусности наружной поверхности внутренней заготовки выше 10" объясняет5
4 ся незначительным уменьшением (от 203 до 199 мм ) плошади начального контакта. При этом металлографические исследования материала сварного соединения показывают, что в экспериментах 1 и 2 в стыке остаются окисные пленки, что ухудшает качество готового изделия. Это обстоятельство можно объяснить тем, что при малых углах конусности площадь начального контакта повышена и имеющиеся на контакте окисные пленки в дальнейшем не удаляются.
Следовательно, наименьшие затраты энергии на сварку трением биметаллов при хорошем качестве соединения обеспечиваются при угле конусности наружной поверхности внутренней заготовки (3, находящемся в пределах (я+(5...10") ).
Кроме этого, проводят эксперименты по определению влияния величины наружного диаметра вершиНы конуса внутренней заготовки на качество соединения биметаллов.
Размеры наружной стальной заготовки ос таются прежними, а»дружный диаметр d, вершины конуса внутренней заготовки изменяют от 50 до 67,2 мм, Зависимость кач ства соединения от величины наружного диаметра верпшны конуса вну) ренней заготовки и )лаза на в табл. 2. Анализ результатов эксперимеKT<)B показывает, что оптимальное качество соединения заготовок получено при dz=58,6 мм, т. е. когда
d конуса внутренней поверхности наружной стальной заготовки. Такое положение можно объяснить тем, что при величине наружного диаметра вершины конуса внутренней за oTQBки, рàвного среднему диаметру конуса внутренней поверхности наружной заготовки, окисные пленки вытесняются нагретыми трением слоями металла от середины заготовки к переднему концу и выходят в грат 3. Изобретение позволяет повысить качество биметаллических изделий с одновременным снижением энергозатрат на их производство. Формула изобретения Способ производства биметаллических изделий, при котором сваривают заготовки, одна из которых выполнена с внутренним, а другая — с наружным усеченными конусами, сочленяя их по коническим поверхностям под действием осевого давления и интенсивного трения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного соединения контактных поверхностей при использовании заготовок с различной величиной конусности, значение наружного диаметра вершины конуса внутренней заготовки выбирают равным среднему значению 1530383 3 диаметра конуса внутренней поверхности наружной заготовки, а величину конусности заготовок определяют по зависимости и= +15...10 ), где P -- угол конусности наружной поверхности внутренней заготовки, град; а — угол конусности вн трен ней поверхности наружной заготовки, град. Т а б л и ц а 1 о мм <А,, град Момент тре- S, мм Наличие a ния, кгм окислов Эксперимент Есть!! Нет Таблица 2 Эксперимент мм Наличие загрязнений Задний конец Передний конец Есть Il Нет Нет Есть !! 2 4 6 Ь 50,0 50,0 50,0 50 0 50,0 50,0 6 8 11 12 58,6 58,6 58,6 58,6 58,6 58,6 15,1 14,2 13,3 13,4 13,5 13,6 13,5 13,6 13,6 50,0 52,0 56,0 58,6 61,0 65,0 242 234 201 203 202 201 199 204 1530383 игГ Составитель Э. Ветрова Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор В. Кабаний Заказ 78! 2/14 Тираж 894 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101
