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 2537983:

Мендрух Елена Николаевна (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к способу индукционной наплавки внутренних цилиндрических поверхностей и может быть использовано в машиностроении. Изобретение позволяет оптимизировать процесс наплавки и повысить качество наплавленного слоя. Изделие устанавливают горизонтально в фиксатор с возможностью их совместного вращения вокруг оси симметрии изделия. Внутри изделия в нижней его части размещают выполненный в виде пластины из термостойкого неметаллического материала графита разравниватель с возможностью его перемещения в процессе наплавки радиально относительно наплавляемой поверхности и с зазором между ним и наплавляемой поверхностью, меньшим заданной толщины наплавленного слоя. Устанавливают индуктор. Осуществляют вращение фиксатора с изделием. Включают индуктор и постепенно подают шихту на наплавляемую поверхность перед разравнивателем по ходу вращения изделия. Нагревают индуктором шихту и наплавляемую поверхность до их совместного расплавления при вращении изделия. Постепенно увеличивают зазор между разравнивателем и наплавляемой поверхностью до величины, равной заданной толщине наплавленного слоя. При этом в процессе наплавки изделие вращают со скоростью, выбранной из условия предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава, а разравниватель подвергают вибрации в направлении его длины. Осуществляют обтачивание наплавленной цилиндрической поверхности до заданного диаметра. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости наружных 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 Н.И., Дудинов В.А. и др. Справочник для изобретателя и рационализатора. Предисл. Изд. 3-е испр. и доп. Москва-Свердловск, Машгиз, 1962. 792 стр. с ил., стр.543).

Недостаток данного способа состоит в том, что он неприменим для наплавки наружных цилиндрических поверхностей, так как наплавляемый материал не удерживается на этих поверхностях вследствие их кривизны.

В качестве прототипа взят способ индукционной наплавки по а.с. СССР №1794610, кл. В23К 13/01, опубл. 15.02.1993 г., Бюл. №6. Сущность его состоит в том, что из цилиндрической детали предварительно изготавливают правильный многогранник, нанесение наплавляемого материала осуществляют на каждую из граней, последовательно устанавливая их горизонтально, обрабатывают наплавляемый материал индуктором, после остывания расплава последовательно устанавливают горизонтально участки пересечения граней, повторяя при этом те же операции, процесс повторяют до получения слоя наплавленного материала требуемой толщины, после чего деталь обрабатывают до заданного диаметра.

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 изделие с наплавляемой внутренней цилиндрической поверхностью устанавливают горизонтально в фиксатор, с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия, внутрь цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью, вдоль его оси, радиально, в нижней части цилиндра, размещают - неподвижно относительно вращающегося изделия - разравниватель в виде пластины, выполненной из термостойкого неметаллического материала, например графита, с возможностью перемещения разравнивателя в процессе наплавки радиально относительно поверхности и создания при этом между ним и поверхностью зазора, изменяющегося от минимума до максимума, равного требуемой толщине наплавленного слоя; выставляют разравниватель с минимальных зазором относительно поверхности; устанавливают индуктор; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность - спереди разравнивателя по ходу вращения поверхности - наплавляемый материал; при этом постепенно зазор между разравнивателем и поверхностью доводят до максимальной величины в конце наплавки; выдерживают скорость вращения достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава; после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердевания расплава, причем в процессе наплавки разравниватель подвергают вибрации в направлении его длины; после наплавки поверхность растачивают, доводя ее диаметр до требуемого.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: изделие 1, фиксатор 2, ось вращения 3, направление вращения ω, наплавляемая поверхность 4, разравниватель 5, направление перемещения (V), зазор (С) между разравнивателем и поверхностью, индуктор 6, наплавляемый материал (шихта) 7, наплавляемый слой 8.

Данный способ реализуется следующим образом. Изделие 1 устанавливают горизонтально в фиксатор 2, приводимый во вращение (ω) с горизонтальной осью 3 вращения, с совмещением этой оси с осью симметрии цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью 4; внутри цилиндра, вдоль его оси, радиально, в нижней части цилиндра размещают - неподвижно относительно вращающегося изделия - разравниватель 5 в виде пластины, выполненной из термостойкого неметаллического материала, например графита, с возможностью перемещения (V) разравнивателя в процессе наплавки радиально относительно поверхности и созданием при этом между ним и поверхностью зазора (С), изменяющегося от минимума до максимума, равного требуемой толщине наплавленного слоя (8); выставляют разравниватель с минимальным зазором (С) относительно поверхности; устанавливают индуктор 6; устанавливают на торцах изделия торцевые кольцевые заглушки (не показано), выполненные из материала, аналогичного материалу разравнивателя; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность 4 - спереди разравнивателя по ходу вращения поверхности - наплавляемый материал; при этом постепенно увеличивают зазор (С) между разравнивателем и поверхностью, доводя его до максимальной величины в конце наплавки; выдерживают скорость вращения (ω) достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава (8); после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердевания расплава; причем в процессе наплавки разравниватель подвергают вибрации в направлении длины; после наплавки поверхность растачивают, доводя ее диаметр до требуемого.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ наплавки позволяет производить наплавку внутренних цилиндрических поверхностей изделий; процесс наплавки происходит непрерывно, что повышает однородность и эксплуатационные качества наплавляемого слоя; способ позволяет за один цикл наплавки получить монолитный слой требуемой толщины, что снижает временные затраты (не требуется периодического охлаждения расплава), и повысить качество наплавленного слоя.

Способ индукционной наплавки изделия, преимущественно внутренних цилиндрических поверхностей, включающий установку изделия горизонтально в фиксатор с возможностью их совместного вращения вокруг оси симметрии изделия, нанесение на наплавляемую поверхность изделия наплавляемого материала в виде шихты, нагревание индуктором шихты и наплавляемой поверхности до их совместного расплавления при вращении изделия и последующее обтачивание наплавленной цилиндрической поверхности до заданного диаметра, отличающийся тем, что перед наплавкой внутри изделия в нижней его части размещают выполненный в виде пластины из термостойкого неметаллического материала графита разравниватель с возможностью его перемещения в процессе наплавки радиально относительно наплавляемой поверхности и с зазором между ним и наплавляемой поверхностью, меньшим заданной толщины наплавленного слоя, затем устанавливают индуктор, осуществляют вращение фиксатора с изделием, после включения индуктора постепенно подают шихту на наплавляемую поверхность перед разравнивателем по ходу вращения изделия, при этом постепенно увеличивают зазор между разравнивателем и наплавляемой поверхностью до величины, равной заданной толщине наплавленного слоя, а после окончания наплавки и отключения индуктора продолжают вращение изделия до затвердевания расплава, причем в процессе наплавки изделие вращают со скоростью, выбранной из условия предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава, а разравниватель подвергают вибрации в направлении его длины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки и повышения триботехнических характеристик наплавленной поверхности изделий.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости наружных цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки и повышения триботехнических характеристик наплавленной поверхности.

Изобретение может быть использовано для упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин, в частности, стрельчатых лап пропашных культиваторов. Производят нагрев индуктором шихты твердого сплава, размещенной на тыльной части кромки заготовки рабочего органа, до температуры ее плавления с одновременным нагревом упомянутой заготовки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей.

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 может быть использовано при изготовлении пайкой биметаллических труб из сталей и сплавов. Охватывающий элемент изготавливают с внутренним диаметром, который меньше наружного диаметра охватываемого элемента вместе с нанесенным на его поверхность припоем, но при этом больше наружного диаметра охватываемого элемента без припоя.

Изобретение может быть использовано при изготовлении слоистых структур сложного профиля сваркой взрывом, например тонкостенных цилиндрических и эллиптических оболочек из биметаллов.
Изобретение может быть использовано при изготовлении слоистых тонкостенных титановых конструкций из листового материала, в частности, выпускных окон энергетических установок для вывода пучка электронов.

Способ электронно-лучевой сварки разнородных металлов или сплавов предназначен для изготовления сварных конструкций больших толщин. Способ включает направление электронного пучка на свариваемый стык с лицевой его стороны.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки и повышения триботехнических характеристик наплавленной поверхности изделий.

Способ и машина для контактной точечной сварки с фигурным ходом верхнего электрода могут быть использованы для сварки сеток, каркасов и других изделий из проволоки, арматуры, стержней, труб, полос металла и различного длинномерного металлопроката.

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.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий. Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей.
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 способу диффузионной сварке сплава на основе никелида титана с титаном или его сплавом. Изобретение может быть использовано в различных областях промышленности при получении термомеханических устройств, имплантируемых конструкций, например, применяемых в медицине и т.д. Осуществляют очистку поверхностей соединяемых изделий от оксидов. Устанавливают промежуточную прослойку из ниобия в виде фольги, листа или напыленного слоя с последующим нагревом в вакууме или защитной атмосфере. При этом сначала изделие из сплава на основе никелида титана соединяют только с прослойкой из ниобия, нагревают до температуры 1170-1190˚C и выдерживают в течение 1-15 минут. Затем изделие охлаждают и приводят в контакт со вторым изделием из титана или его сплавов стороной, содержащей слой ниобия. Затем нагревают до температуры 850-950˚C в защитной атмосфере или вакууме, прикладывают давление 1-15 МПа, выдерживают в течение 5-60 минут и охлаждают. Техническим результатом изобретения является сохранение физико-механических свойств и микроструктуры соединяемых сплавов на основе титана за счет снижения температуры диффузионной сварки. 1 табл.
Наверх