Способ изготовления биметаллических изделий

 

<>592564

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 65.11.75 (21) 2190529/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опу блиооования .описания 22,02.78 (51) М.Кл. В 23 P 3/02

Государственный комитет

Совета Миннстрев СССР (53) УДК 621.777.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. В. Бродко

Физико-технический институт АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам изготовления биметаллических изделий горячим деформированием.

Известны способы изготовления биметаллических изделий, выполняемые по следующей технологической схеме: сборка пакера из пластин различных марок сталей, нагрев до температуры горячей обработки давлением, осадка и охлаждение.

Известен способ, включающий сборку основы заготовки с промежуточной прокладкой и плакирующим слоем, нагрев до тем пературы пластической деформации плакирующего слоя, горячую деформацию, закалку и отпуск по режиму материала основы.

Недоста пка ми способов являются неравномерность пластической деформащии материалов, составляющих заготовку, а также невысокая прочность .материала изделия и биметаллического соединения из-за возникновения термических и структурных напряжений в процессе охлаждения.

Целью изобретения является повышение прочности. Для этого по предлагаемому способу перед сборкой материал заготовки с большим сопротивлением пластическому деформированию подвергают импульсному нагружению в пределах зоны упруго-пластической деформации, а нагрев под горячую дефор мацию ведут,по режи му материала, не подвергшегося импульсному нагружению, при этом после горячего деформирования производят охлаждение до температуры 500 — 700 С, 5 выдерживают при этой температуре в течение

5 — 60 мин, после чего осуществляют закалку.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед сборкой многослойной заготовки ма1О териал с большим сопротивлением пластическому дефор мированию подвергают импульсному нагружению в пределах зоны упругопластической деформации, например в процессе детонации плоского заряда взрывчатого вещества, устанавливаемого на поверхность заготовки. После этого собирают плакирующую заготовку с промежуточной прокладкой и основой, герметизируют контактные поверхности обжатием кольца по конту2О ру либо обваркой. Собранную заготовку нагревают,по режиму материала, не подвергшегося импульсному нагружению, до температуры термодинамической стабильности аустенита (930 — 1200 С), а затем подстуживают на 50 — 150 С, пластически деформируют со свариванием частей заготовки и формообразованием изделия, охлаждают до 500 — 700 С, выдерживают при этой температуре в течение 5 — 60 мин, после чего осуществляют закалку.

30

Составитель Н. Чернилевская

Техред И. Рыбкина Корректор В. Гутман

Редактор Л. Василькова

Подписное

Заказ 971/28 Изд. № 195 Тираж 1207

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент»

Полученную поковку вначале отпускают по режиму материала основы, затем механически обрабатывают, а при необходимости повышения твердости повторно закаливают.

П р и IM е р. При изготовлении толкателя кла пана двигателя Д-240 .в биметаллическом исполнении плакирующую заготовку из стали ШХ15 толщиной 5 мм с наваренной на него прокладкой толщиной 1 мм из стали 10 подвергают импульсному нагружению в процессе детонации заряда взрывчатого вещества из ам.монита 65КВ толщиной 15 мм, который устанавливают на торцовую, поверхность с перекрытием по контуру и инициируют с торца. При этом детонационная волна распространяется вдоль торцовой поверхности, обеспечивая равномерное нагружение всей поверхности ударными волнами. После чего плакирующую заготовку устанавливают в углубление в торце основы из стали 45 и на прессе за вальцовывают ее по контуру. Собранную заготовку нагревают до 1100 — 1150 С, а затем подстуживают до 1050 — 1000 С, выдавливают головку толкателя одновременно со свариванием частей, составляющих заготовку, охлаждают проточным воздухом до 550—

500 С, выдерживают при этой температуре

10 мин, после чего осуществляют закалку в масло.

Полученную, поковку вначале отпускают при 350 С, затем механически обрабатывают, повторно закаливают плакирующий слой токами высокой частоты с нагрева до 900—

920 С и отпускают при 180 С. Твердость материала основы толкателя клапана равна HRc

34 — 38, а плакирующего слоя после повторной закалки — HRc 62 — 64.

Такой способ изготовления повышает ударную вязкость материала изделия, в том числе и биметаллического соединения, на 30 — 60%.

Эффект достигается импульсным нагружением в пределах зоны упруго-пластической деформации в результате измельчения зерна при нагреве перед .пластической деформацией, увеличивающего суммарную степень деформации множественным скольжением, поскольку возмущения, распространяющиеся в материале в виде волн напряжения, активируют выделение в-фазы и создают высокоугловые подвижные границы зерен, двойники и линии скольжения, что обеспечивает в процессе проходящей рекристаллизации и перекристалл изации превышение скорости образования зародышей зерен над их ростом. Кроме того, неравновесное состояние кристаллической решетки с повышенной потенциальной энергией интенсифицирует а в у-превращение и позволяет .вести нагрев с более высокими скоростями из-за увеличивающейся теплопроводности и воз можности прохождения микродеформаций по непараллельным плоскостям скольжения. Выдержка при охлаждении в течение 5 — 60 мин в интервале 500 — 700 С повышает ударную вязкость материала за счет выравнивания температуры изделия по сечению с одновременной перестройкой и перераспределением дислокаций переползанием, что уменьшает величину термических и структурных напряжений.

Использование предлагаемого способа обеспечивает улучшение физико-механических свойств материала изделия; повышение равномерности пластического течения материалов, составляющих заготовку, и повышение прочности материала изделия и биметаллического соединения, а также уменьшение коробления изделия при закалке.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических изделий, включающий сборку основы заготовки с промежуточной прокладкой и плакирующим слоем, нагрев заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, горячую деформацию, закалку и отпуск по режиму материала основы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, перед оборкой материал заготовки с большим сопротивлением пластическому деформированию подвергают импульсному нагружению в пределах зоны упруго-:пластической деформации, а нагрев под горячую деформацию ве,дут по режиму материала, не подвергшегося импульсному нагружению, при этом после горячего деформирования производят охлаждение до температуры 500 — 700 С, выдерживают при этой температуре в течение 5 — 60 мин, после чего осуществляют закалку.