Способ индукционной наплавки


 

B23K101/04 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2529146:

Мендрух Денис Николаевич (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей. Способ индукционной наплавки включает нагревание индуктором наплавляемого материала в виде шихты и наплавляемой поверхности до их совместного расплавления. Из шихты предварительно формируют склеиванием или спеканием полый цилиндр. Длина образующей полого цилиндра равна длине образующей наплавляемой цилиндрической поверхности, а наружный диаметр равен диаметру внутренней цилиндрической поверхности. Затем внутрь изделия устанавливают индуктор и сформированный из шихты цилиндр. Осуществляют вращение изделия в вертикальной плоскости вокруг продольной оси симметрии внутренней цилиндрической поверхности. Включают индуктор и осуществляют совместное расплавление шихты и наплавляемой поверхности. Выключают индуктор и продолжают вращение до затвердевания расплава. В процессе наплавки изделие вращают со скоростью, выбранной из условия предотвращения стекания расплава, а величину внутреннего диаметра сформированного из наплавляемого материала цилиндра задают из расчета получения требуемой толщины наплавленного слоя. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий.

Известен способ индукционной наплавки, заключающийся в том, что на наплавляемую поверхность изделия наносят слой наплавляемого материала (например - в виде пасты или шихты) и подвергают их совместному разогреванию токами высокой частоты при помощи индуктора - до оплавления поверхности изделия и расплавления наплавляемого материала; после отключения индуктора и остывания изделия и наплавленного материала на изделии образуется наплавленный слой (см., например, «Аникин Н.А., Дробышевская И.И., Дудинов В.А. и др. Справочник для изобретателя и рационализатора. Предисл. Изд. 3-е испр. и доп. Москва-Свердловск, Мащгиз, 1962. 792 стр. с илл.», стр.543).

Недостаток данного способа состоит в том, что он неприемлем для наплавки цилиндрических поверхностей ввиду того, что наплавляемый материал не удерживается на этих поверхностях вследствие их кривизны; края наплавленных слоев получаются малой толщины, что требует повторения ряда процессов наплавок.

В качестве прототипа взят способ индукционной наплавки цилиндрической поверхности по а.с. СССР №1794610, кл. В23К 13/01, опубл. 15.02.93 г., бюл. №6. Сущность его состоит в том, что на цилиндрическую поверхность детали наносят наплавляемый материал и обрабатывают их индуктором, причем на поверхности выполняют совокупность канавок, ориентированных на образующей поверхности, периодически ориентируют поверхность с расположением каждой канавки горизонтально в верхней части поверхности, заполняют канавки наплавленным материалом и обрабатывают их индуктором, после чего поверхность обрабатывают, срезая слой основного материала и наплавленного материала до проектного диаметра, причем первоначальный диаметр детали берут с припуском на чистовую обработку.

Недостаток прототипа состоит в том, что по данному способу перед непосредственной наплавкой необходимо выполнить в поверхности канавки для размещения в них наплавляемого материала, что нетехнологично; сам процесс наплавки требует значительных временных затрат, так как он осуществляется циклически для каждой отдельной канавки (наплавка и последующее охлаждение); кроме того, при данном способе наплавки наплавленный слой получается достаточно неоднородным вследствие того, что он состоит из отдельных наплавленных участков, это будет отрицательно сказываться на его эксплуатационных характеристиках.

Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей изделий и повышения качества наплавленного слоя.

Это достигается тем, что способ индукционной наплавки включает нанесение на поверхность наплавляемого материала в виде шихты и нагревание индуктором материала и поверхности до их совместного расплавления, причем из шихты предварительно формируют, например, методом склеивания или спекания, полый цилиндр с длиной образующей, равной длине образующей цилиндрический поверхности, и с наружным диаметром, равным диаметру цилиндра, образованного поверхностью; сформированный цилиндр устанавливают внутрь цилиндрической полости, образованной цилиндрической поверхностью; устанавливают внутри индуктор; приводят изделие во вращение в вертикальной плоскости с совпадением оси вращения и продольной оси симметрии поверхности; включают индуктор; доводят сформированный цилиндр и поверхность до совместного расплавления; включают индуктор и продолжают вращение до затвердевания расплава, причем скорость вращения при наплавке выдерживают достаточной для предотвращения стекания расплава, а внутренний диаметр сформированного цилиндра выбирают из расчета получения требуемой толщины наплавленного слоя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: изделие 1, наплавляемая поверхность 2, направление вращения ω, ось вращения 3, цилиндр 4 из наплавляемого материала, толщина (С) наплавленного слоя, индуктор 5.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Изделие 1 с наплавляемой внутренней цилиндрической поверхностью 2 устанавливают в фиксатор (не показано) с возможностью их совместного вращения (ω) вокруг горизонтальной оси 3 с совпадением этой оси вращения с осью симметрии цилиндра, образованного поверхностью, внутрь цилиндра, образованного поверхностью, устанавливают предварительно сформированный из наплавляемого материала, например методом спекания или склеивания, полый цилиндр 4, имеющий наружный диаметр, равный диаметру цилиндра, образованного поверхностью, и внутренний диаметр, размер которого определяется из расчета требуемой толщины (С) наплавленного слоя. Внутрь цилиндра, образованного поверхностью, устанавливают индуктор 5; приводя изделие во вращение; включают индуктор, доводят наплавляемый материал и поверхность до их совместного расплавления; включают индуктор, продолжая вращение до застывания расплава.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет производить наплавку внутренних цилиндрических поверхностей изделий; причем за счет вращения изделия (наличие центробежной силы) наплавленный слой имеет равномерную толщину по всей наплавляемой поверхности, что снижает затраты на обработку наплавленного слоя; кроме того, процесс наплавки осуществляется не циклически, а непрерывно, что способствует образованию равномерного и равнопрочного слоя и способствует, тем самым, повышению его триботехнических характеристик и износостойкости изделия в целом.

Способ индукционной наплавки преимущественно внутренней, цилиндрической поверхности изделия, включающий нагревание индуктором наплавляемого материала в виде шихты и наплавляемой поверхности до их совместного расплавления, отличающийся тем, что из шихты предварительно формируют склеиванием или спеканием полый цилиндр, длина образующей которой равна длине образующей наплавляемой цилиндрической поверхности, а наружный диаметр равен диаметру внутренней цилиндрической поверхности, затем вовнутрь изделия устанавливают индуктор и сформированный из шихты цилиндр, вращают изделие в вертикальной плоскости вокруг продольной оси симметрии внутренней цилиндрической поверхности, посредством индуктора осуществляют совместное расплавление шихты и наплавляемой поверхности и после выключения индуктора продолжают вращение до затвердевания расплава, причем в процессе наплавки изделие вращают со скоростью, обеспечивающей предотвращение стекания расплава, а величину внутреннего диаметра сформированного из наплавляемого материала цилиндра задают из расчета получения требуемой толщины наплавленного слоя.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для получения трубы методом электрического сопротивления. Перемещаемую металлическую полосу сгибают формующими роликами до получения цилиндрической формы так, что оба ее конца в направлении ширины металлической полосы обращены друг к другу.

Изобретение относится к производству сварных труб методом электросопротивления. Перемещаемую металлическую полосу сгибают посредством валков до получения цилиндрической формы с обращенными друг к другу концами металлической полосы в направлении ее ширины и соединяют посредством сварочной установки.

Изобретение относится к машиностроению, к области восстановления и упрочнения поверхностей деталей и машин. Способ включает нанесение на горизонтально установленную наплавляемую поверхность изделия слоя наплавляемого материала.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости наружных цилиндрических поверхностей изделий. .

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к конструкциям и способам изготовления почвообрабатывающих рабочих органов сельхозтехники, типа стрельчатых лап и может использоваться для повышения срока службы органа и сохранения эффекта его самозатачивания в почве в течение всего периода эксплуатации до замены на новый.

Изобретение относится к области высокочастотной сварки полимерных материалов, используемых в медицине. .

Изобретение относится к изготовлению композиционных слоистых трубчатых структур и может использоваться в высокотемпературных электрохимических устройствах типа твердооксидных топливных ячеек.
Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано в различных отраслях промышленности при сварке преимущественно неповоротных кольцевых швов трубопроводов.
Изобретения могут быть использованы при пайке алюминиевых деталей, например теплообменников. К базовому флюсу, включающему фторалюминат калия, в котором содержание K3AlF6 равно или меньше 5 вес.%, добавляют литий или соединения в виде фторалюмината лития, в частности LiF или Li3AlF6, содержащие катионы Li.

Изобретение относится к области корпусного судостроения и может быть применено при соединении сваркой деталей большой толщины. Способ формирования стыка соединяемых деталей большой толщины из титановых сплавов при электронно-лучевой сварке включает образование подкладки из припуска одной из деталей.

Изобретение может быть использовано при изготовлении с помощью энергии взрыва изделий с внутренними полостями, например деталей термического и химического оборудования, теплорегуляторов и т.п.

Изобретение может быть использовано при изготовлении с помощью энергии взрыва изделий с внутренними полостями, например деталей термического и химического оборудования, теплорегуляторов и т.п.

Изобретение может быть использовано для изготовления с помощью энергии взрыва изделий с внутренними полостями, например деталей термического и химического оборудования, теплорегуляторов и т.п.

Изобретение может быть использовано для приварки металлических выводов при производстве силовых полупроводниковых приборов. На V-образный электрод подают импульс тока с приложением начального давления и подачей ультразвуковых колебаний вдоль оси привариваемого вывода.

Изобретение относится к области термомеханической обработки сварных соединений, например сварных стыков рельсов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте.

Изобретения могут быть использованы для сварки труб при прокладке трубопровода на морском дне. Устройство для сварки двух труб содержит сварочный аппарат и внутренний центратор (20), на котором установлена система измерения "выше-ниже".
Изобретение может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: моноэтаноламин 1,0-6,0; 40%-ная бромистоводородная кислота 10,0-20,0; изобутиловый спирт 20,0-30,0; изопропиловый спирт 40,0-60,0; ортофосфорная кислота 1,0-5,0.

Группа изобретений может быть использована при осуществлении твердой пайки алюминиевых деталей, например теплообменников. Используемый при пайке алюминия флюс содержит основной флюс, используемый для твердой пайки, который включает K2AlF5 или прекурсор, образующий K2AlF5, во время пайки, и Li-соль в количестве, соответствующем значению от 80% до 120% количества, которое стехиометрически необходимо для превращения всего K2AlF5 в K2LiAlF6 во время пайки. Весьма пригодны фториды лития и в особенности фторалюминаты лития. Флюс и Li-соль могут быть диспергированы в воде или в водной композиции по отдельности. Добавление Li-соединений в конкретных количествах к основному флюсу позволяет повысить устойчивость к коррозии, обусловленной контактом с неподвижной водой или водными композициями, такими как охлаждающая вода. 6 н. и 12 з.п.ф-лы, 11 пр.
Наверх