Смесь для индукционной наплавки меди на сталь

Изобретение может быть использовано при производстве медных шин, пластинчатых теплообменников. Смесь для индукционной наплавки содержит боросодержащий флюс в виде борного ангидрида и медный порошок в следующем соотношении, мас.%: борный ангидрид 38,6-48,6, медный порошок 51,4-61,4. Размер частиц смеси составляет 0,15-0,25 мм. Смесь обеспечивает повышение качества при высокочастотной наплавке меди на сталь. 2 табл.

 

Изобретение относится к области индукционной наплавки, в частности для соединения меди со сталью при производстве медных шин, пластинчатых теплообменников, где минимально допустимым является наличие в сварном шве других компонентов кроме меди.

Известно применение борного ангидрида в составе флюса для пайки ПВ200 (см. Сварка в машиностроении. Т.4 Машиностроение, 1070, с.329), содержащий в своем составе компоненты, мас.%:

Борный ангидрид 65-67
Бура 18-20
Фтористый кальций 14-16

Недостатком этого флюса является то, что при наплавке образуются не сплавленные участки, раковины и опоры. Кроме того, он не совпадает по назначению с предлагаемым техническим решением.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества наплавленного слоя при высокочастотной наплавке.

Поставленная задача достигается тем, что смесь для индукционной наплавки меди на сталь содержит боросодержащий флюс в виде борного ангидрида и медный порошок в следующем соотношении, мас.%:

Борный ангидрид 38,6-48,6
Медный порошок 51,4-61,4

при этом размер частиц смеси составляет 0,15-0,25 мм.

Введение в состав смеси медного порошка в количестве, превышающем 61,4 мас.%, приводил к появлению не сплавленных участков и к повышению температуры плавления смеси.

При введении в состав смеси медного порошка менее 51,4 мас.% ухудшаются электротехнические свойства наплавленного слоя (электрическое сопротивление) и повышается температура плавления, т.к. расплав этого состава значительно отличается от эвтектического.

Оптимальным составом смеси является состав: медный порошок 56,4%, борный ангидрид 43,6%. Размер частиц смеси принят в пределах 0,15-0,25 мм. При уменьшении дисперсности 0,15 мм требуются значительные энергозатраты, при этом дальнейшее измельчение не влияет на качество наплавленного слоя. Увеличение размера частиц свыше 0,25 мм увеличивает время наплавки на 10%.

Для проведения опробования смеси для наплавки меди на сталь были приготовлены несколько составов и наплавка осуществлялась по следующей методике.

Для наплавки меди на сталь изготавливались образцы из стали 3 размером 100×40×5, из меди 40×40×4,5 мм.

Борный ангидрид (обезвоженный) измельчали в ступе и просеивали через сито с ячейками 0,25х0,25 и 0,5х0,5 в отдельные металлические короба. Таким же образом подготовили и медный порошок. Борный ангидрид и порошок меди смешивали в определенных пропорциях, которые приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
№п/п Химический состав, мас.% Температура плавления, С°
Порошок меди Борный ангидрид
1 51,4 48.0 1030
2 50.4 43.0 1015
3 61,4 38,6 1045
4 40.0 53,6 1085
5 00.4 55.0 1075

Фракция зерен максимальная -0,25 мм

Таблица 2
№п/п Химический состав Температура плавления, С°
Порошок меди Борный ангидрид
1 51,4 48.0 1035
2 50.4 45.0 1015
3 61,4 58.0 1040
4 40.4 53.0 1085
5 00.4 33.0 1070
Фракция зерен 0,3 мм

Температуру плавления ингредиентов определяли согласно методике, изложенной в SU №1603268 «Способ определения температуры плавления порошковой смеси». Нагревали тигль с образцом и определяли температуру плавления по изменению температурной кривой, при этом исследуемую смесь насыпали слоем одинаковой толщины на горизонтальную подложку с размещенным на ней термодатчиком и производили неравномерный по длине подложки нагрев смеси до появления направленного фронта плавления, проходящего через термодатчик.

Для проведения экспериментов использовался генератор марки ВЧГ -7-60/0,44, щелевой индуктор и специальное устройство для удержания наплавляемой пластинки.

Режимы наплавки: анодное напряжение составляло 7 кВ и время наплавки 30-52 с.

Было наплавлено десять партий по 3 штуки в каждой. Анализ полученных результатов позволил установить, что наиболее оптимальный состав ингредиентов получен при следующих соотношениях компонентов: медного порошка 51,4-61,4 и борного ангидрида 38,6-48,6 (см. табл.).

При увеличении фракции от 0,25 до 0,3 мм увеличивается время наплавки на 1-2 с.

Качество смеси оценивали по результатам исследований наплавленного соединения медь-сталь. Шлифы исследовались на микроскопе МИМ 7 при увеличении ×100.

Смесь для индукционной наплавки меди на сталь, содержащая боросодержащий флюс в виде борного ангидрида и медный порошок в следующем соотношении, мас.%:

Борный ангидрид 38,6-48,6
Медный порошок 51,4-61,4

при этом размер частиц смеси составляет 0,15-0,25 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб из медно-никелевого сплава типа МНЖ5-1 для уменьшения пористости в сварных швах и увеличения глубины проплавления основного металла.

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к агломерированным флюсам, и может быть использовано для автоматической сварки коррозионностойкой стали аустенитными сварочными проволоками в различных отраслях промышленности, например в кораблестроении.
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие, в углекислом газе плавящимся электродом.
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки по слою флюса сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие. .

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к низкокремнистым солеоксидным плавленым флюсам, применяемым преимущественно при автоматической сварке плавлением низколегированных сталей нормальной и повышенной прочности, в том числе и хладостойких.

Изобретение относится к области производства сварочного флюса, используемого для механизированной сварки современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления в энергетическом машиностроении и нефтехимии.

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам флюсов, используемых для механизированной сварки с повышенной скоростью, применяемых для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа.

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам флюсов, используемых для механизированной сварки с повышенной скоростью, применяемых для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа.

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к агломерированным флюсам, и может быть использовано для автоматической сварки низколегированных хладостойких сталей нормальной, повышенной и высокой прочности на стандартных режимах, а также форсированных режимах и высоких скоростях сварки низколегированными проволоками в различных отраслях промышленности, например в трубной, судостроительной и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для наплавки и закалки деталей, которые требуют упрочнения. .
Изобретение относится к области сварочных материалов, а именно к составу порошковых смесей для индукционных способов наплавки твердых сплавов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения биметаллического покрытия для рабочих органов почвообрабатывающих орудий. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к наплавке клапана. .

Изобретение относится к сварке труб и может быть использовано в машиностроительной, нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности и в энергетике. .

Изобретение относится к способам индукционной наплавки стальных деталей и может быть использовано в сельхозмашиностроении, горнодобывающей промышленности, дорожном строительстве.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим процессам сварки изделий, может быть использовано при изготовлении изделий незамкнутого контура, в частности для сварки тонкостенных изделий из алюминиевых сплавов.
Изобретение относится к сварке давлением и может быть применимо в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении, в том числе при изготовлении концевого режущего инструмента.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для упрочнения и восстановления поверхностей деталей, например, железнодорожного транспорта, а именно боковых рам, надрессорных балок, корпусов букс тележек грузового вагона и т.д.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к режущим рабочим органам для обработки почвы
Наверх