Способ изготовления биметаллических деталей

Авторы патента:

B23P3/10 - Прочие способы обработки; комбинированные способы обработки; универсальные станки (копировальные устройства и устройства для управления процессами обработки на металлорежущих станках B23Q)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сохи Советских

Социалистических

Республик (61) Дополчительное к авт. свид-ву (22) Заявлено28.03.75 (21)2118855/27 с присоединением заявки N (23) Приоритет (51) М. 1 .л, -

В 23 P 3/10

Гасударственный коннтет

Совете Министров СССР ао делан изобретений н открытий (43) апубликовано26.16.76.6þëëåòåíü )ть26 (бЗ) удК 621 771,6 (088.8 ) (46) Дата опубликования описания 22.12.76 ( (72) АвтоР изобретения

Б. A. Авербух (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИ))ЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области армагуростроения, преимущественно к изготовлению гидравлической и пневматической арматуры, и может быть использовано как при изготовлении новых деталей газонефгя- 5 ной и нефтехимической арматуры, так и в ремонтном производс тве.

Известен способ изготовления биметаллических деталей запорных органов арматуры, при котором уплотнительное кольцо, пред-10 варительно изготовленное из цветного сплава, завальцовываегся или запрессовываегся в специальную расточку стального корпуса детали за счет пласгинчатой деформации в холодном или горячем состоянии(11. !5

Недостатком этого способа является отсутствие или потеря в процессе эксплуатации герметичности между уплотнительным кольцом и корпусом детали.

Известен также способ изготовления би- 2О металлических деталей путем наплавки трением слоя цветного металла или сплава на поверхность заготовки из черного мегалла с врашением заготовки и продольным перемещением пуансона(21.

Такой способ не позволяет на тлавптть рабочий слой цветного металла в виде кольца на торцовую говерхносгь сгаль, ой (чугунной) заготоьки, гак как происходит сварка трением заготовки с пуансоном в резульгаге соприкосновения вращающей=я загоговки на заключительной стадии процесса наплавки с выступающей частью пуансона.

Белью изобретения является повышение качества биметаллическог о соединения между уплогнительным кольцом из цветного сплава и заготовкой из черного металла, повышение за счет этого герметичности и надежности запорного органа армату-ры, создание возможности использования весьма эффективного процесса наплавки трением, обеспечивающего значительный эконо (ттческий эффект.

Это достигается тем, что s процессе расплавлент я брикета на него одновременно воздействуют рабочим усилием, равным

3 кг, мм, за счет продольного перемеше2 сия пуансона, а затем на расстоянии, равном 1/4 высоты кольца это усилие снимают.

532503

Одновременно с наплавкой рабочего слоя цветного сплава в форме кольца вся торцовая поверхность заготовки покрывается тонким сплошным слоем сплава, составляющим одно целое с кольцевым рабочим слоем, что в сочетании с высоким качеством соединения между основным и наплавленным металлами обеспечивает надежную герметичность данного элемента запорного узла арматуры. Наличие тонкого сплошного слоя цветного сплава между заготовкой и пуансоном предохраняет их от соприкосновения в процессе трения, что обеспечивает эффективное проведение процесса наплавки трением и повышение стойкости пуансона.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Наплавляемую заготовку 1 (из стали или чугуна) диаметром Д устанавливают в приспособление 2, ограниченное торцовой поверхностью заготовки и внутренней цилиндрической поверхностью приспособления, и засыпают необходимое количество стружки 3 наплавляемого сплава. Стружка используется из отходов производства и в случае необходимости предварительно подвергается магнитной сепарации для удаления примесей черного металла. Затем в приспособление вводят рабочую часть пуансона 4 диаметром Д, закрепленного в приводном устройстве. После этого стружку подвергают предварительному уплотнению под давлением

3 кг/мм с помощью пуансона 4, в резуль2 тате чего образуется плотный брикет.

Для проведения процесса наплавки приспособление 2 закрепляют неподвижно, заготовку 1 приводят во вращение со скоростью

= 4 - 6 м/сек, а пуансон 4 поступательно перемещают вдоль оси вращения заготовки в направлении наплавляемой поверхности.

В результате совмещения указанных движеHHH на поверхности трения заготовки создается рабочее давление и начинается интенсивное тепловыделение от трения заготовки о брикет. Под действием выделившегося тепла брикет расплавляется и, находясь под давлением пуансона, принимает форму кольца 5 размерами Д, Д, l12, Н, Перемещение пуансона навстречу заготовке прекращают на расстоянии 1/4 высоты наплавляемого слоя до ее поверхности, в результате чего образуется предотвращающая соприкосновение торца 6 выступающей части пуансона 4 с торцовой поверхностью вращающейся заготовки 1 сплошная тонкая прослойка 7 наплавленного металла толщиной Н . Проведенные исследования показа1 ли, что значение толщины прослойки 7 в размере Н = Н/4 стабильно обеспечивается

f только при рабочем давлении Р=3 кгlмм.

После достижения пуансоном крайнего полоб

И)

ЭО

Ю жения вращение заготовки прекращается и наплавленный металл кристаллизуется на поверхности заготовки в условиях всестороннего сжатия. После кристаллизации наплавленного металла давление, передаваемое пуансоном, снимаетс, приспособление рас крывается и из него извлекается биметаллическая заготовка.

Благодаря технологической предохранительной прослойке между наплавлейной деталью и пуансоном повышается герметичность и надежность биметаллического соединения, обеспечивается возможность использования прогрессивного процесса наплавки трением и увеличиваетсястойкость пуансона.

Предложенный способ изготовления биметаллических деталей может осуществляться либо на универсальных металлорежуших станках типа карусельных, Toêàðíûõ или сверлильных, либо (в случае крупносерийного производства) на специальном оборудовании, обеспечивающем перечисленные параметры процесса наплавки.

Пример. Проводят наплавку трением рабочего кольцевого слоя латуни на чугунные заготовки дисков задвижек т/ф 30 ч

6 бр Ду50 и дисков клапанов поворотных т/ф 19ч 16бр Ду 50 и Ду 80. Перед наплавкой заго товки подвергают меха ни ческой обработке торцовой (наплавляемой) поверхности. Затем заготовку диска устанавливают в приспособление для наплавки, совмещая нижнюю часть с вращающим элементом (оправкой). В приспособление засыпают 70 г латунной стружки (для диска задвижки lly 50), опускают пуансон и осуществляют уплотнение стружки под давле2 нием 3 кгlмм . После этого включают вращение заготовки со скоростью 4 м/сек и осуществляют процесс трения в течение

40 сек. Затем вращение заготовки прекращают и спустя 10 сек снимают давление с пуансона. После этого пуансон поднимают, приспособление раскрывают и из него извлекают направленную биметаллическую заготовку диска.

Использование предложенного способа изготовления биметаллических деталей обеспечивает повышение надежности биметаллическо.:о соединения рабочего слоя цветного сплава со стальной (чугунной) заготовкой, что особенно важно для обеспечения плотности и герметичности запорных узлов арматуры. Эффективное применение процессов наплавки трением позволяет использсвать отходы цветнь|х сплавов, значительно снизит трудоемкость изготовления и себестоимость запорных деталей арматуры.

Годовой экономический эффек. только в масштабах одного арматуростроительного

532503

1 с

Саставитель И. Николаева

Редактор Т. Фадеева Техред 0. дуговая Корректср Т, Набрана

Заказ 5420/179 Тираж 1178 Г1оаписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыти:-.

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская нгб...:. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. уp.. Проектная, 4 завода составляет более 50000 руб. Проведенные заводские испытания биметаллических дисков нефтяных задвижек т/ф

30ч 6бр Ду50 показали вь1сокую надежность этих деталей.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических деталей, преимущественно запорных деталей трубопроводнои арматуры, =-аключаюшийся в том, что нг торцовой поверхности детали, изготовленной из черного металла, размещают брикет цветного металла, который затем расплавляют до образования прослойки за счет тепла, выде яющегося.при трении пуансона и вращении детали,отличающийся тем, что, с целью выполнения прослойки в виде кольца, в процессе расплавления брикета на него одновременно воздействуют рабоя чим усилием, равным 3 кг/мм, за счет продольного перемещения пуансона, а затем нг ргсстоя .. и, равно 1 1/4 высоты кольца это усилие снима".

Источники информации, принять е Во внимание пр» экспертизе:

1. Гуревич Д. Ф. Расчет и конструироВ ванне трубопроводной арматуры, IT,, Машинос троение, 1969.

2, Авербух Б, A. Разработка и экспериментальное и"следование некоторых вопросов процесса получения биметаллических деталей нефтяного оборудования наплавкой бронзь нг сталь посредством трения . Диссертация нг со,:скание ученой степ ни кандидата техн тческих наук, М., 1965.