Способ наплавки металлического изделия для изготовления двуслойной рабочей поверхности

 

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советсмнх

Соцмалистммескмх

Реслублик (6!) Дополнительный к патенту (22) ЗаЯвлено 280373 (21) 1904123/27 (23) Приоритет — (32) 29.03. 72 (31) 2 390 7 3 (33) США (43) Опубликовано 30.1227. Бюллетень №48 (45) Дата. опубликования описания 231277 (51) М. Кл

В 23 Р 3/22

В 23 К 25/00

Госудерствевиыв аомвтет

Совата Ионвстров СССР ао делам изобретвове е атхрмтив (53) УДК 621.791.79 (088. 8) Иностранец

Стентен Фредерик Бируидз (СНА) (72) Автор

ызобретеныя

Иностранная фирма Грейт Кенейдиэн ойл сендз лимитед (ClIIA) (71) Заявытеж (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУСЛОЙНОЙ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

l0

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к способу изготовления наплавленных инструментов, например зубьев роторных ковшовых экскаваторов.

Известен способ изготовления инструментов, состоящих из металлической основы с твердой поверхностью, путем соединения наплавкой твердой матрицы с металлической основой (1 .

Недостатком этого способа является то, что необходимы две отдельные операции сварки или нагревания, одна для изготовления твердой матрицы, а другая для сваривания этой матрицы, с рабочей дЕталью.

Известен и другой способ наплавки для изготовления двуслойной поверхности с металлическими карбидными частицами на ее наружном слое, при котором изготавливают твердую матрицу иэ карбидных частиц на легкоплавкой металлической основе и приваривают ее к телу иэделия с помощью высокочастотной сварки f2/ .

Этот способ является наиболее бли ким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком его является то,что при наплавке матрицы на иэделие частично сплавляются карбидные частицы, что привоцит к ухудшению иэносостойкости наплавленного слоя.

Целью изобретения является цовые шение качества иэделия путем использования метода электрошлаковой сварки для приварки матрицы к телу изделия.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу матрицу получают путем распределенич карбидных частиц в стекломассе, а процесс наплавки проводят электрошлаковым методом при

260-540 С.

На фиг. 1 показано устройство для электрошлаковой сварки, осуществляющее предлагаемый способ; на фиг. 2 матрица; на фиг. 3 - вариант матрицы; на фиг. 4 - расположение плавящихся мундштуков в выемке зуба; на фиг ° 5 эуб, имеющий биметаллическое покрытие высокой прочности к истиранию, стальную матрицу, сплавленную с основой изделия и имеющую частицы металличе ского карбида, включенные в ее покрытие.

Экскаваторный зуб 1 размещают так, что плавящиеся мундштуки 2 находятся

586 826 в его углублении (фиг.1) . Неросредствен;.о под мундштуками 2 расположен тигель 3,. который представляет собой . углубление н столе 4. Плавящиеся электроды 5 в виде электродных проволок направляются через мундштуки 2 в пространство между зубом 1 и матрицей 6 для наплавки, содержащей частицы металлического карбида. Электродные проволоки проходят через правильный механизм 7, подающий механизм 8 и че рез мундштуки 2, которые разъемно связаны с зажимами 9 механизма 8. Мундштуки расположены между матрицей 6 для наплавки и углублением зуба 1, образующимся, когда башмак 10 присоединен к матрице 6 для напланки, расположенной поперек лицевой стороны углубления Зуба 1. Башмак 10 выполнен с входным и выходным отверстиями

11 для охлаждающей среды. Сварочный Е ток подается источником 12 электроэнергии через кабели 13 к зажимам 9 и далее через мундштуки - к электродным проволокам, а затем через стол 4 к источпику электроэнергии через

25 кабель 14. Мундштуки 2 могут колебаться в углублении зуба 1, благодаря чему тепло равномерно распределяется по цапланляемои поверхности.

Скорость, с которои проволоки 5 30 подаются в сварочную ванну, регулируется блоком 15, которыя связан с подающим механизмом 8 кабелем 16 .

Блок 15 снабжен средствами дистанционного регулирования сварочного на- 35 пряжения через кабель 17 и скорости, с которой мундштуки 2 движутся по углублению зуба 1, через кабели 18.

Подающий механизм 8 приводится в действие двигателем 19 по сигналам от «р блока 15 через кабель 16.

Матрица 6 (фиг. 2) снабжена подложкой 20, которая может быть изготовлена из хромникелевой стали. Матрица может быть выполнена из силикатов, включающих обычное стекло с распределенными в нем металлическими карбидами.

В другом варианте матрицы б (фиг.3) подложка 20 снабжена крышкой 21 того же состава, чтб и подложка.

В процессе электрошлаконои сварки крышка 21 расплавляется над металлическими карбидами.

Пример. Для осуществления данного способа используют устройство автоматическои электрошлаконон сварки. 11рименяют электродную проволоку любого типа, при помощи которой возбуждают сварочную дугу.. 1апланляемый зуб предварительно нагревают до тем- 4Е пературы от 260 С до 535 С, g преде почтительнее от 315 С до 371 С, и располагают его в требуемом положении по отношению к мундштукам, состоящим из частиц феррохрома, карбида 66 вольфрама, ферромолибдена и ферронанадия.

Плавящиеся мундштуки получают путем смешивания 49,97 вес.% феррохрома, 49,97 вес.% карбида вольфрама, 0,03 вес.% ферромолибдена и 0,03 вес. феррованадия. Размер ча тиц каждого металлического компонента менее

120 меш (0,125 мм) . Металлические частицы смешивают в жидком силикате натрия, прессуют, формуют и нагревают до тех пор, пока они не сплавятся

Напланленный слой содержит хромоникелевую сталь с 2,0 вес.% никеля, 2,0 вес.% хрома, 0,5 вес.% молибдена и остальное углеродистая сталь.

Матрица имеет на лицевой стороне частицы карбида вольфрама размером от 10 до 325 меш (1,3-0,042 мм) . Металлический порошок того же сплава, что и в проволоках, помещают в тигель 3. Далее начинают процесс электрошлаковоЛ сварки путем регулирования напряжения и тока, причем возбуждают дугу между проволокой и порошкообразным металлом в тигле, а затем вводят флюс. Электродные проволоки подают со скоростью, обеспечивающей заполнение всего углубления н течение 5,5 мин. Сила тока на проволоках запрограммирована так, что во время сварки, длящейся 5,5 мин, она постоянно линеино увеличивается до 1000 A Электрическое напряжение запрограммировано так, что оно снижается за тот же самый отрезок времени до 32 В. Скорость теплообмена поддерживается в башмаке 10 так, что устанавливается температура вблизи по верхности электрошлаковой ванны, со седнеи к башмаку 10, в пределах„ достаточных, чтобы частицы карбида воль фрама сохраняли твердую форму.

Подло>кки 20 как и крышки 21 могут состоять из металлического сплава или других твердых составов, которые растворяются и являются сходными с наплавляе; ым сплавом.

Матрица 6 может включать любое вещестно, пригодное для связывания металлов, преимущестненно силикат натрия или смесь в виде 60%-ного силиката натрия н воде..

Матрица б может быть изготовлена путем смешивания металлических карбидов с достаточным количеством силиката натрия для смачивания поверхности всех частиц . После этого смесь из силиката натрия и металлических карбидов распределяют по поверхности подложки 20 и потом нагревают ее до того, пока вода не будет удалена из раствора силиката натрия.

Другим примером изготовления матрицы является смешивание металлических карбидов с жидким стеклом с

586826 последующим распределением стекла в тонкий лист и охлаждением.

Основным требованием к изготовлению матрицы является обеспечение же" дремой. толщины карбидного слоя, распределенного при помощи стойкого свя-. зующего вещества, которое растворяется при температурах ниже 1650 С и представляет собой часть металлического сплава или поднимается к.поверхности сварочной ванны и потом выбрасывается.

Матрица преимущественно равна по размеру наплавляемой поверхности изделия. Однако она может быть сконструирована так, что только часть рабочей поверхности изделия снабжена металлическими карбидами .. формула изобретения

99

Способ наплавки металлического изделия для изготовления двуслойной рабочей поверхности с металлическими карбидными частицами на ее наружном слое, при котором изготавливают твердую матрицу из карбидных частиц на легкоплавкой основе и приваривают ее к телу изделия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества изделия путем использования метода электрошлаковой сварки для при варки матрицы к телу изделия, матрицу получают путем распределения карбидных частиц в стекломассе, а процесс наплавки проводят электрошлаковым методом при 260-540 С.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе, 1. Asторское свидетельство СССР

9 279826, кл. В 22 9 19/06, 1969.

2. Ткачев В.Н.Иэнвс н повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машин. М., Машиностроение, 1971, с.150-151.

""э

Ф и» ф, а

t .,ю».v

566826

Составитель В . P аду i и на

Редактор П.Суханнова Техред А.Богдан

Заказ 4644/715 Тираж 1207 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и отнрытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4