Способ утилизации отходов машиностроительного и инструментального производства



Владельцы патента RU 2663234:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU)

Способ может быть использован при изготовлении, восстановлении и/или упрочнении деталей машин, в частности лемеха плуга. Стальные отходы в виде ножовочных полотен, или напильников, или надфилей, или сверл используют в качестве присадочного материала для электроконтактной приварки с получением покрытия на поверхности детали. После выравнивания кромок укладывают отходы встык на поверхности детали и фиксируют сварочными точками. Затем производят приварку отходов по всей поверхности точечной или шовной сваркой с нагревом до температуры ниже температуры плавления и выше температуры закалки стали, из которой они выполнены, при этом через зону приварки пропускают импульсы сварочного тока величиной 6-12 кА при напряжении 3-6 В. Одновременно в зону приварки подают охлаждающую жидкость для закалки покрытия с получением заданной его твердости. Способ не требует переплавки отходов в металлургических агрегатах, при этом обеспечивает повышение ресурса деталей машин, работающих в условиях интенсивного изнашивания.

 

Изобретение относится к области утилизации отходов машиностроительного и инструментального производства и может быть использовано при изготовлении, восстановлении и (или) упрочнении деталей машин.

Известен способ утилизации металлических отходов, (патент RU №2040367) состоящий в том, что шихту, из металлических отходов, прессуют при температуре 0,6-0,8 Тпл металла отходов, удельном усилии прессования, составляющим 1-3 от предела текучести металла при данной температуре и остаточном давлении в камере 1,33 (10-1-10-3) Па в течение 30-60 мин, одновременно в процессе нагрева под прессование проводится вакуумный отжиг стружки для удаления газов.

Полученные брикеты пригодны для выплавки вторичных слитков, при этом выплавка слитков производится в стандартных вакуумно-дуговых печах, в которых выплавляются практически все титановые сплавы.

Недостатками данного способа является, высокая трудоемкость процесса, необходимость создания брикетов с использованием специального оборудовании из стружки (порошков) при высокой температуре, давлении и необходимость создания вакуума, а также последующей переработки получаемых брикетов в металлургических агрегатах.

Известен способ переработки отходов биметаллической композиции сталь-бронза (медь) с открытой стальной поверхностью (патент RU №2031162), за счет коррозионного растворения стальной основы в растворе железного купороса в присутствии кислорода (окисляющего агента), растворение стальной основы осуществляют до содержания стали в перерабатываемых отходах 60-62% от первоначального, после чего подшихтовывают остаток свежей порцией отходов.

Недостатками данного способа является, высокая трудоемкость, использование химических реактивов, длительность процесса растворения, а также необходимость последующего извлечения металла из раствора или шихты. Используется сложное дорогостоящее оборудование - химические реакторы, фильтры, репульпаторы, электромагнитные сепараторы, бункеры-дозаторы, турбогазодувки, сушильная камера и др., а также трудоемкие технологические приемы: взвешивание, загрузка, растворение, слив, фильтрация, промывка, сепарация, сушка, затаривание, хим. анализ.

Известен способ переработки бывших в эксплуатации рельс (патент RU №2304192). Сущность способа состоит в следующем: от рельса по всей длине отрезают головку и подошву от ножки. Отрезанные части используют в качестве заготовок для изготовления деталей определенной номенклатуры.

Недостатками данного способа являются, высокая трудоемкость процесса отрезки, из-за высокой твердости материала - высокий расход электроэнергии (при плазменной резке), узкая номенклатура деталей, получаемых из продуктов утилизации.

Известен способ получения нанодисперсных порошков из любых токопроводящих материалов (патент RU №2449859), в том числе и их отходов, методом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) для последующего их использования в технологических процессах изготовления, восстановления и упрочнения деталей машин, инструмента и пр. ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами.

Недостатками данного способа являются, высокая трудоемкость процесса, необходимость специального оборудования для электроэрозионного диспергирования.

Наиболее близким, к изобретению по совокупности существенных признаков является способ [5] электроконтактной наплавки (патент RU №2112634), заключающийся в том, что упрочнению подвергается стальной диск сошника сеялки, присадочным материалом являются отходы шлифования шарикоподшипников (ШХ 15). Отходы шлифования шарикоподшипников обезжиривают, удаляя остатки смазочно-охлаждающей жидкости, помещают в емкость с водой, перемешивают и дают осесть частицам. Воду сливают до уровня, не превышающего толщину слоя, и производят прессование. Остатки воды удаляют, повернув емкость на угол не более 90° относительно горизонтальной поверхности осадка, не снимая нагрузки.

В результате получают влажную ленту. Из нее вырезают присадочный материал по форме упрочняемой поверхности и укладывают на эту поверхность. Подводят электроды, прикладывают усилие сжатия и пропускают импульсы тока. После наплавки упрочняемого слоя производят охлаждение на воздухе.

Недостатком рассмотренного способа является высокая трудоемкость подготовки присадочного материала. Необходимость сбора и обезжиривания продуктов шлифования шарикоподшипников в виде шлама и их последующее прессование.

Заявляемое изобретение направленно на решение задачи утилизации отходов машиностроительного и инструментального производства, при одновременном повышении ресурса производимых, восстанавливаемых и (или) упрочняемых деталей машин и снижении стоимости.

Указанная задача решается тем, что процесс утилизации совмещают во времени, с процессом изготовления, восстановления, упрочнения деталей машин, используя отходы машиностроительного и инструментального производства в качестве присадочного материала. Используются отходы в виде лент или проволок из конструкционной, инструментальной углеродистой, инструментальной легированной или быстрорежущей стали, (ручные, машинные, ленточные, лобзиковые полотна, напильники, надфили, сверла и их обломки; обрезки, обрубки и облой, образующиеся при инструментальном производстве). После чего производят их соединение с восстанавливаемой поверхностью за счет шагового-шовного нагрева ниже температуры плавления, но выше температуры закалки при пропускании через зону соединения импульсов сварочного тока величиной 6…12 кА при напряжении 3…6 В с одновременным приложением давления и подачей охлаждающей жидкости в зону соединения.

Под действием приложенного усилия сжатия и нагрева образуется неразъемное соединение, подача охлаждающей жидкости приводит к одновременной закалки привариваемого слоя.

При перемещении детали или электродов во время электроконтактной приварки, точечной или шовной сварки, на ее поверхности образуются ряд точек, причем каждая следующая точка перекрывает предыдущую с образованием непрерывного сварного соединения.

Приварку осуществляют на установках для электроконтактной приварки, машинах для шовной или точечной сварки.

Существенными признаками, характеризующими изобретение, являются то, что в качестве сырья используются отходы машиностроительного или инструментального производства. Трудоемкая подготовка сырья (сбора стружки, порошков, прессования) отсутствует.

Предлагаемый способ не требует, специального металлургического оборудования, химических реактивов или плазменной резки.

Материалами, применяемыми в качестве присадочного, являются отходы машиностроительного или инструментального производства - широкий спектр конструкционных, инструментальных углеродистых, легированных или быстрорежущих сталей различных толщин (диаметров).

Присадочный материалы для осуществления предлагаемого способа берется в виде лент или проволок, причем толщину лент (диаметр проволок) подбирают необходимой величины, не выполняя многослойную приварку. Для осуществления способа применяется стандартное оборудование для контактной точечной, шовной сварки или электроконтактной приварки, с возможностью подачи охлаждающей жидкости в зону соединения.

Процесс утилизации и последующее применение продуктов утилизации при изготовлении, восстановлении и (или) упрочнении деталей машин совмещены во времени.

Осуществление заявленного способа на примере восстановления и (или) упрочнения лемеха плуга в местах наибольшего износа. Материал покрытия: металлорежущие ножовочные полотна ручные Р9 (ГОСТ 19265-73), Х6ВФ или В2Ф (ГОСТ 5950-2000) толщиной 0,65 мм; металлорежущие ножовочные полотна машинные Р6М5 или Р9М3 (ГОСТ 19265-73), а также HSS стали М2 или М3 толщиной от 0,63 до 2,5 мм. Указанные полотна (обломки) отрезают в размер (выравнивают кромки), после чего укладывают на поверхность детали, с фиксацией сварочными точками, после покрытия необходимой площади детали производится сплошная приварка по всей поверхности, при этом твердость полученного покрытия должна составить 58…65 HRC.

Заявленный способ утилизации является экологически чистым и экономически целесообразным, так как при изготовлении, восстановлении и (или) упрочнении деталей машин используются, отходы машиностроительного и инструментального производства, а во время электроконтактной приварки не происходит выбросов вредных веществ в атмосферу.

Предлагаемый способ позволит повысить экологичность утилизации отходов машиностроительного и инструментального производства подлежащих утилизации, поскольку не требует их переработки (переплавки) в специальных металлургических агрегатах, а также в 2-2,5 увеличить ресурс деталей машин, работающих в условиях интенсивного изнашивания.

Способ утилизации стальных отходов инструментального производства, включающий использование упомянутых отходов в качестве присадочного материала для электроконтактной приварки с получением покрытия на поверхности детали, отличающийся тем, что в качестве отходов используют отходы металлорежущих ножовочных полотен, или напильников, или надфилей, или сверл, причем подбирают их по толщине, соответствующей толщине получаемого покрытия, выравнивают кромки, укладывают встык на поверхности детали и фиксируют сварочными точками, после чего производят приварку отходов путем точечной или шовной сварки с нагревом до температуры ниже температуры плавления и выше температуры закалки стали, из которой они выполнены, при этом через зону приварки пропускают импульсы сварочного тока величиной 6-12 кА при напряжении 3-6 В с одновременным приложением давления и подачей охлаждающей жидкости в зону приварки, обеспечивающей закалку покрытия с получением заданной его твердости.



 

Похожие патенты:

Предложенная группа изобретений относится к системам, способам и устройствам для восстановления участка поврежденной сетки просеивающего экрана. Устройство для восстановления поврежденных рассеивающих экранов содержит вставку, содержащую боковые стенки, расположенные перпендикулярно к торцевым стенкам в плоскостях, перпендикулярных к верхней части, образующей пустотелый блок, имеющий внутреннюю часть, по меньшей мере два направляющих выступа проходят наружу от наружных поверхностей боковых стенок и по меньшей мере один выступ проходит наружу от внешней поверхности боковых стенок между по меньшей мере двумя направляющими выступами вдоль боковых стенок и сетку, покрывающую верхнюю часть между боковыми стенками и торцевыми стенками.

Изобретение относится к автомобильной отрасли машиностроения, а именно к способам восстановления неразборных шаровых соединений, преимущественно в элементах подвески автомобиля (рычаги, рулевые тяги, наконечники).

Изобретение относится к автомобильной отрасли машиностроения. Малогабаритное устройство для восстановления полимерных вкладышей шаровых соединений содержит станину П-образной формы, внутри которой расположены мембранный пневмоцилиндр с возвратной пружиной, пневмодроссель, блоки управления пневмоаппаратурой и нагревом.

Изобретение относится к оборудованию для восстановления шаровых соединений путем заливки вкладыша непосредственно в ремонтируемом узле. Устройство содержит станину в виде рамы из направляющих, соединенных шпильками между упорным и концевым фланцами; промежуточный фланец, причем упорный фланец предназначен для установки в него ремонтируемого узла, концевой и промежуточный фланцы – для крепления пневмоцилиндра; элементы крепления ремонтируемого узла; подвижную каретку, свободно перемещающуюся по пазам направляющих станины; цилиндрический тигель с загрузочным отверстием и распределительной алюминиевой втулкой, на которую крепится хомутовый нагреватель, причем с одной стороны в тигель крепится форсунка, с другой входит плунжер, для скольжения которого в тигель со стороны пневмоцилиндра впрессована направляющая втулка; блок управления.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для ремонта деталей машин.

Изобретение относится к способу ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки. Осуществляют обнаружение дефекта методом ультразвукового контроля путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей до обнаружения дефекта.

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к ремонту и восстановлению насосно-компрессорных труб нефтяного сортамента. Технический результат - повышение технологичности и качества ремонта, а также существенное уменьшение доли насосно-компрессорных труб (НКТ), отправляемой в металлолом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте гидравлических двигателей, используемых в различных отраслях промышленного производства, например, в подъемно-транспортных машинах, гидравлических кранах и манипуляторах.

Изобретение относится к способу восстановления шеек стального коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания. В способе восстановления шеек стальных коленчатых валов осуществляют демонтаж, мойку, дефектоскопию и шлифование изношенной поверхности, зачистку подложечного слоя от коррозии, подготовку подложечного слоя к наплавке путем дробеструйной обработки и газопламенное напыление.

Изобретение относится к способу (100) восстановления детали (С) турбомашины и установке (1) для лазерного плакирования (варианты). Установка (1) для лазерного плакирования содержит источник (2) лазерного излучения, порошковый питатель (3) и источник (4) нагретого воздуха.

Изобретение может быть использовано для получения точечной сваркой конструкции из стальных листов. Сварная конструкция содержит два или три стальных листа толщиной от 0,5 до 2,6 мм, размещенных с образованием перекрывающейся части.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки листов из высокопрочной стали, в частности в автомобильной промышленности. Сварное соединение, полученное точечной сваркой, содержит не менее 375 кристаллических зерен кристаллизовавшихся структур в области 0,5 мм × 0,5 мм на краю ядра сварной точки.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки прутковых, листовых заготовок. Полый держатель выполнен с конической поверхностью в его передней части.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки при изготовлении арматурной сетки. Охлаждаемый электрод содержит хвостовик для закрепления в гнезде хобота сварочной машины и трубку для подачи хладагента.

Изобретение может быть использовано для соединения контактной точечной сваркой прутковых, листовых заготовок. Полость электрода-колпачка на его заднем конце выполнена конической формы.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки листов, прутков. Электрод-колпачок выполнен с конической полостью, переходящей в цилиндрическую полость.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки прутковых заготовок. Держатель электрода-колпачка выполнен с двумя глухими поперечными каналами для подачи в них хладагента и соединенными с ними двумя противоположно расположенными продольными каналами.

Изобретение может быть использовано для изготовления арматуры из прутковых заготовок. В поперечном гнезде держателя установлен стержень болта.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки арматурной сетки. Охлаждаемый электрод выполнен с четырьмя периферийными переходящими один в другой поперечными каналами для циркуляции хладагента и глухой цилиндрической полостью, дно которой расположено ближе к его переднему торцу, чем упомянутые периферийные поперечные каналы.

Изобретение может быть использовано при изготовлении контактной точечной сваркой арматуры из прутковых заготовок. В полости держателя установлен электрод с наружной конической поверхностью его хвостовика и внутренней полостью цилиндрической формы.

Изобретение может быть использовано при восстановлении изношенных деталей контактной приваркой присадочного материала. Из тканой стальной сетки изготавливается контейнер в форме прямоугольного параллелепипеда.

Способ может быть использован при изготовлении, восстановлении иили упрочнении деталей машин, в частности лемеха плуга. Стальные отходы в виде ножовочных полотен, или напильников, или надфилей, или сверл используют в качестве присадочного материала для электроконтактной приварки с получением покрытия на поверхности детали. После выравнивания кромок укладывают отходы встык на поверхности детали и фиксируют сварочными точками. Затем производят приварку отходов по всей поверхности точечной или шовной сваркой с нагревом до температуры ниже температуры плавления и выше температуры закалки стали, из которой они выполнены, при этом через зону приварки пропускают импульсы сварочного тока величиной 6-12 кА при напряжении 3-6 В. Одновременно в зону приварки подают охлаждающую жидкость для закалки покрытия с получением заданной его твердости. Способ не требует переплавки отходов в металлургических агрегатах, при этом обеспечивает повышение ресурса деталей машин, работающих в условиях интенсивного изнашивания.

Наверх