Способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов

 

Использование: при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами . Сущность изобретения: при диффузионной сварке деталей из разнородных материалов в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагреве изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300 - 400°С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при этой температуре в течение 2 - 3 ч. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 20/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883333/08 (22) 20.11.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Мариупольский металлургический институт (72) П. С. Харлашин, М. А, Воронкин, Б. А. Олейников, Н. А. Куцын, Е, Г. Рассказова, В. Я. Зусин и А. И. Лаврентик (56) Авторское свидетельство СССР

М 715258, кл. В 23 К 20/14, 1980. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных .

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в инструментальной промышленности при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами (АТП), Известен способ соединения твердосплавной пластины со стальной державкой путем наложения пластины на державку, их нагрев, прижатия друг к другу и выдержки в таком состоянии, причем пластину с державкой нагревают до температуры начала пластической деформации державки, затем сваривают контактной сваркой и подвергают отпуску в предварительно разогретой печи (1). Известен способ получения биметаллических изделий, преимущественно труб, путем коаксиальной сборки слоев, нагрева, совместной их деформации и вы. Ж 1780961 А1 двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами. Сущность изобретения: при диффузионной сварке деталей из разнородных материа loB в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузйойной сварки на 300—

400 С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую

-выдержку производят при этой температуре в течение 2 — 3 ч. 2 табл. держки заготовки при температуре сварки, причем совместную деформацию производят при температуре на 50 — 200 С выше температуры сварки со степенью 0,5 — 37; (2).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в коническое отверстие одной детали вставляют другую деталь с наружной конической поверхностью сначала на неполную глубину, а затем свариваемые поверхности совмещают полностью и производят нагрев с изотермической выдержкой, при этом полное совмещение свариваемых поверхностей производят путем нагрева до температуры, превышающей температуру сварки на 100—

200 С, после чего температуру снижают до температуры сварки.

Известные способы соединения двух деталей, как аналоги, так и прототип, не

1780961 обеспечивают возможность соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента, так как в них предусмотрена высокая температура нагрева деталей, при которой алмазный слой теряет свои свойства.

Цель изобретения — обеспечение возможности соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300—

400 С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при этой температуре в течение 2 — 3 часов, Способ осуществляют следующим образом.

Крепление режущих пластин к корпусу инструмента проводят в двухкамерной универсальной установке. Каждая камера имеет свою независимую систему откачки, позволяющую получить вакуум в рабочем пространстве не ниже 1,33 .10 Па и систему сжатия, обеспечивающую получение необходимой величины давления сжатия.

В начале подготавливают с вари ваемые поверхности, затем в одной камере греют корпус инструмента до температуры порядка (1000 — 1050 С), перемещают корпус по камере, останавливаются под устройством, в котором находится АТП, быстро опускают

АТП в расширенное углубление и переводят зону соединения во вторую камеру, где со. зданы условия для проведения диффузионной сварки: вакуум не ниже 1,33 10 Па, температура порядка 650 — 700 С. Добившись постоянства температуры образцы сдавливают, причем величина давления сжатия должна быть близкой к пределу текучести используемой марки стального кор5 пуса. По истечении необходимой выдержки снижают температуру со скоростью

10 С/мин. После охлаждения образцов до

100 — 200 С выключают откачную систему, снижают усилие сжатия.

10 Пример, Осуществляли низкотемпе-. ратурное соединение ATll диаметром

13,5 мм с державкой из стали 40Х в виде прямоугольной пластины. В державке было изготовлено углубление 5 мм и диаметром

15 13,5 мм, Результаты исследования приведены в табл. 1 и 2.

Зкспериментальные исследования заявляемого способа диффузионной сварки деталей из разнородных материалов пока20 зали, что он позволяет получать неразьемное качественное соединение алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента при температуре не более 700 С с сохранением

25 свойств алмазного слоя, Такой инструмент имеет повышенную работоспособность, чем инструмент, в котором АТП прикреплялась пайкой.

Формула изобретения

30 Способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой, отличающийся тем, 35 что, с целью обеспечения возможности сое-: динения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превы40 шающей температуру диффузионной сварки на 300 — 400 С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а иэотермическую выдержку производят при

45 этой температуре в течение 2 — 3 ч.

1780961

Таблица 1

Зависимость состояния зоны соединения от температуры нагрева стальной детали над темпепятурой диффузионной сварки (Тдиф, саарки =.700 С, изотермическая выдержка - 2,5 ч ) I

Температура нагрева сталь- Состояние диаметра углубной детали, превышающая ления в стальной детали

Ти сааки на С о

Примечание прототип

Т и .св.=920+150 С полное совме ение еталей

Таблица 2

Зависимость прочности соединения АТП со сталью 40Х от продолжительности выдержки (вакуум 1.33 .10 Па, Тди,ь,са. =?00оC) Составитель Е. Рассказова

Тех ред М. Морге нтал Корректор С. Патрушева

Редактор С. Кулакова

Заказ 4239 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

30.0

450 не увеличился начал увеличиваться :увеличился увеличился увеличился

АТП не вошла в углубление

АТП вошла не сразу

АТП вошла в углубление