Способ изготовления биметаллических изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Респубянк (11) 61Î608 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 10.08.70(21) 2,8;-,214/22 0с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано15.06. 78. Бюллетень № 22 (46) Дата опубликования описания 18.05.78 (51) М. Кл.

В ? 2 I) 19/00

В 22 0 27/04

Государственный наинтет

Саввтв Ннннатров СССР по делам нзобретеннй н отнрытнй (53) УДК 621.9.047. . 7:621. 74.046 (088.8) (72) Автор изобретения

С, Д. Лень (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛГ!П1Я БИМГТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИИ

1(зобретенпе относится к ооласти наплавки .заготовок и деталей сплавами более лег» коплавкими, чем материал. заготовки изделия, в частности к области наплавки цветных меняется это тем, что скорость очистки зависит от температуры нагрева поверхности заготовки и при температуре последней ниже температуры плавления флюса ско, рость очистки практически равна нулю, т.е. происходит только после полного расплавления твердой корки флюса, намороженной таллов на черные, черных на тугоплавкие и т.п. и может найти широкое применение в ма иностроении и приборостроении.

Известен способ наплавки, заключак шийся в том, что поддерживают при различных, но постоянных для каждой ванны ра- 0 бочих температурах, расплаты флюса и направляемого сплава в различных ваннах.

Заготовку, предназначенную для наплавки, нагревают в расплаве флюса до температуры, меньшей температуры солидус сплава, 15 затем погружают на определенное время в сплав. После намораживания слоя жидкого сплава, заготовку охлаждают во флюсовой ванее и на воздухе.

Этот способ имеет сушественный недо- 20 статок — низкую скорость и качество очистки поверхности от окислов, обусловленных тем, что очистка поверхности заготовки на поверхности при погружении в него хо- лодной .заготовки.

Известен также способ изготовления биметаллических изделий, включаюший нагрев и очистку поверхности заготовки от окислов, а затем намораживание слоя расплава. !!ри этом холодную заготовку погружают в расплав через слой жидкого флюса на определенное время и нагревают ее до температуры расплава, После излучения .заготовку охлаждают в за цитной среде до температуры О, 8-0, 9 температуры солидус сплава и повторно погружают в расплав на

2-6 с. Расплав найлавляемого сплава в плавильной ванне покрыт слоем активного покровного флюса.

Этот способ также имеет существенный недостаток — низкую скорость очистки поверхности,заготовки от окислов и недостаточно высокое качество очистки. Объяс610608 очистка не происходит. Только после повышения температуры поверхности до температуры активного действия флюса (как правило, выше температуры плавления флюса на 50-150 C) начинается интенсивная

О очистка поверхности. Время активного действия флюса составляет 5-30,о от полной длительности нагрева заготовки. Все это прпводит к получению недостаточно хорошо очищенной поверхности и, в пело.л, обеспечивает низкую среднюю скорость очистки

I поверхности. Следствием этого является низкая производительность процесса очистки и низкое качество связи .заготовки с наплавленным сплаво л.

1Яэль, изобретения - улучшение связи между заготовкой и наплавленным слоем сплава.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев и очистку заготовок осуществляют электролитически в водном растворе солей и оснований щелочных металлов, температура плавления окислов которых составляет

О, 5-0, 8 температуры солицус наплавленного сплава.

11сследование в качестве флюса водных растворов солей или оснований щелочных металлов с температурой плавления окислов указанных щелочных металлов в интервале

О, 5-0,8 температуры солидус расплава также направлено на достижение указанной цели. При пропускании постоянного электрического тока через водный раствор флюса и заготовку, погруженную в этот раствор, при строго определенном значении напряжения между заготовкой и водным раствором флюса на границе их раздела образуется устойчивая водородная оболочка и возникает

Ф тлеющий электрический разряц. При нагреве заготовки под напряжением равным или большим напряжения возбужцения процесса нагрева поверхность заготовки в восстановительной среце водорода под действием электрических разрядов интенсивно очищается в результате разрушения окислов разрядами и восстановления окислов до чистых металлов.

Процесс очистки поверхности еще более интенсифицируетс я щепо чным металлом, выд еляющимся под действием электрических сил из водного раствора флюса на поверхность .заготовки, который, ввиду высокой химической активности, раскисляет поверхностный слой. Таким образом, помимо выигрыша в скорости нагрева заготовки в воцном растворе флюса до необхоцимой температуры, пропускание электрического тока с напряжением выше напряжения возбуждения процесса нагрева в растворе, обеспечивает как гарантированное качество, так и высокую скорость подготовки поверхности к намора4. живанию. Кроме того применение в качестве флюса водных растворов солей или оснований щелочных металлов (с температурой плавления окислов этих металлов, равной

0,5-0,8 температуры солидус иаплавляемого сплава) приводит к образованию на поверхности заготовки пленки жидких окислов щелочных металлов, предохраняющих заготовку от вторичного окисления в процессе переноса последней из ванны с водным раст- . вором флюса в ванну с расплавом. Верхний передел применяемых напряжений ограничивается величиной 1,5 напряжения возбуждения процесса нагрева заготовки в данном

15 растворе флюса из соображений техники безопасности. Верхний предел температуры плавления окислов щелочных металлов, равный 0,8 температуры солидус сплава, обусловлен тем, что при погружении в расплав

20 пленка окислов должна быть в жидком состоянии. В противном случае твердая пленка окислов исключает возможность смачивания поверхности заготовки расплавом и образования наплавленного слоя, Лимитный предел темпе25 ратуры плавления окислов щелочных металлов, равный 0,5 температуры солидус расплава, обусловлен необходимостью предотвратить интенсивное испарение окислов с Йсьверхности нагретой в электролите заготоя30 ки, Изготовление биметаллических изделий осуществляют следующим образом.

Пода от отрицательный потенциал, равный

l,0-3,5 напряжения возбуждения процесса

35 нагрева в растворе флюса, на заготовку иэделия, погружают заготовку в раствор на время, достаточное цля очистки поверхности от тугоплавких окислов и нагрева до

0,8-0,9 температуры солидус наплавляемо40 го сплава„ извлекают заготовку из раствора, отключают напряжение между заготовкой и ванной с водным раствором; погружают заготовку в расплав наплавляемого сплава на 2-6 с.

Пример, Получение цилиндрического биметаллического изделия, Заготовкой является стержень из Ст 20 диаметром 40 мм, на который нужно нанес(0 ти слой бронзы марки 0UC 3-12-5 толщиной 5 мм. Подают на раствор К СО по2 3 стоянное напряжение 240 В и выдерживают стержень в растворе 28 с под током 450 A.

Затем извлекают стержень, отключают на55 пряжение и погружают нагретый до 820 С стержень в ванну с твердо-жидкой бронзой на 3 с. В результате получают слой наплавки высокого качества толщиной 5 мм за

38 с. Получение слоя наплавки стало возможным потому, что слой калия, образующийся на поверхности заготовки в электро61 0608

5 6

Составитель П. Королева

Техред Н. Бабурка . Корректор Ц. Гоксич

Редактор H. Потапова

Заказ 3058/7 Тираж 950 Подписное UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )I35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дите после окисления на воздухе превращается в окисел К О с температурой плавления

707 С, т.е. 0,763. температуры солидус бронзы. Поэтому в момент погружения заготовка с температурой 800-820 С покры5 та тонким слоем жидкого К О и последний . всплывает при погружении, йе препятствуя смачиванию стали бронзой.

Наплавка бронзы возлюжна также при использовании в качестве электролита соединения Са СО> н йщОН. На поверхности заготовки в этих случаях образуются соответственно СЗ О И Йс1 Ос пл. 464 С и 820 С. Но необходим быстрый перенос за15 готовки из ванны с электролитом. В противном случае вся окись цезия может испариться и к моменту погружения заготовка не будет защищена от окисления, что может привести к несмачиванию бронзой, Окисел

20 натрия (Т. пл. 0,8 температуры солидус бронзы) при длительном переносе заготовки может затвердеть ввиду охлаждения самой заготовки. что также может привести к не смачиваншо заготовки бронзой.

Предлагаемый способ обеспечивает в 56 раз более высокую скорость очистки поФ верхности по сравнению с известным. Важным преимуществом способа является вазлюжность осуществления наплавки в обычной окислительной атмосфере. Способ делает возможной наплавку кониевых частей заготовок изделий из любых, паже высокотеплопроводных металлов.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических изделий, включаю пш нагрев и очистку заготовки перед наплавкой на нее слоя сплава, отличающийся тем,что,сцелью улучшения связи между заготовкой и наплавленным слоем сплава, нагрев и очистку заготовки осуществляют электролитпчески в водном растворе солей и оснований щелочных металлов, температура плавления окислов которых составляет 0,5-0,8 температуры солидус наплавляемого сплава.