Способ изготовления двухслойных изделий трубчатой формы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ (СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 (111 (su 4 В 22 F 7/04 Ргг-У1, 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 4057011/31-02 (22) 14. 04. 86 (46) 07. 02. 88. Бюл. У 5 (71) Белорусский политехнический институт (72) П.И. Логинов, В.Ю. Слабодкин, И.ф. Шелковский и В.С. Кавнацкий (53) 621.762.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ф 549261, кл. В 22 F 7/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

IP 889911 221177, кл. В 22 F 7/04,,1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ

ИЗДЕЛИЙ ТРУБЧАТОЙ ФОРМЫ . (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных изделий со вставками иэ порошковых материалов. Цель — снижение расхода материала вставки и повышение иэносостойкости изделий. Процесс получения внутреннего слоя осуществляют изготовлением вместо одной длинномерной вставки нескольких коротких, а их соединение с наружной оболочкой производят совмещением калибрования, осевой и радиальной запрессовки каждой вставки поочередно или группами в зависимости от условий работы и конструкции детали узла. Верхняя вставка высотой 20 мм (для тракторного двигателя Д-240) изготовлена из 97,5 мас.Х

ПЖ2М2, 1,5 мас.Х графита и 1 мас.Х меди. Нижняя вставка высотой 35 мм изготовлена иэ 94 мас.X иэносостойкого порошкового материала на основе железа, 1,5 мас.Ж графита, 3 мас.Х меди, 1,5 мас.X карбида бора. Усилие прессования 1100 кН. Спекание при

1100-1130 С в среде диссоциированного аммиака в течение 2,0 ч. 2 ил.

137177

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных иэделий со вставками из порошковых материалов.

Целью изобретения является сниженйе расхода материала вставки и повышение иэносостойкости изделий.

На фиг ° 1 изображена двухслойная гильза цилиндров тракторного двигате- 10 ля Д-240; на фиг. 2 — профиль винтовой канавки.

Процесс получения внутреннего слоя сборного иэделия осуществляют изготовлением нескольких коротких спеченных вставок вместо одной длинномерной, последующее их соединение внешней трубчатой заготовкой производят совмещением калибрования, осевой и радиальной запрессовки каждой встав 20 ки поочередно или группами в зависимости от условий работы и конструкции детали узла, а надежно сть со единения внутреннего слоя с заготовкой обеспечивают нанесением слоя абразив- 25 ной пасты на основе оксида алюминия перед запрессовкой на винтовую кайавку.

Замена длинномерной спеченной вставки несколькими короткими с более равномерным распределением свойств по высоте каждой, изготовленными иэ порошковых материалов различного химического состава и плотности, позволяет более рационально расположить вставки по длине внутреннего слоя в

35 зависимости от условий работы и конструкции узла трения.

Способ закрепления внутреннего слоя в заготовке осуществляемый совУ

Мещением калибрования, осевой и радиальной эапрессовки за один рабочий ход ползуна пресса позволяет резко повысить производительность процесса.

Пример. При работе двухслой45 ной гильзы 1 цилиндров тракторного двигателя Д-2иО она наиболее интенсивно изнашивается верхним компрессионным кольцом поршня на участке, отстоящем на расстоянии 20-50 мм. На

50 этом участке, определяющем долговечность работы всей гильзы, необходимо нанести внутренний слоИ в виде короткой спеченной износостойкой вставки

2, а выше ее в зоне, где отсутствует

55 контакт с поршневым кольцом, установить также короткую спеченную вставку, но изготовленную из менее дефицитного материала 3.

2

Технология изготовления двухслойной гильзы цилиндров включает формообразование чугунной заготовки гильзы цилиндров, получение спеченных вставок, калибрование, осевую и радиальную запрессовки их и окончательную обработку гильзы.

В чугунной заготовке, полученной центробежным литьем, в верхней ее части растачивали полость под запрессовку вставок. На полученной расточкой поверхности нарезали винтовую канавку соответствующего профиля (фиг. 2), которую покрывали слоем абразивной пасты: микропорошок А1 01 фракция М10 и индустриальное масло

12. Пасту наносили слоем толщиной 0,1 мм. Расход пасты составил 5-7 r на одну гильзу.

Верхнюю вставку высотой 20 мм с относительной плотностью 90Х прессовали иэ порошкового материала на основе железа (ПЖ2М2) с добавками 1,5Х грайита и 1Х меди, Нижнюю вставку высотой 35 мм с относительной плотностью 85Х формовали из износостойкого порошкового материала на основе железа с добавками 1,5Х графита, ЗХ меди и 1,5Х карбида бора. Усилие прессования в обоих случаях не превышало 1100 кН.

Спекание порошковых вставок осуществляли в муфельной проходной печи в среде диссоцииров анно го аммиака при температуре 1100-1130 С в течение

2 ч.

Несколько меньшая плотность нижней вставки обеспечивает лучшие условия смазки из-за наличия масляных карманов, образуемых порами. Закрепление составного рабочего слоя с заготовкой гильзы осуществляли совмещением операций калибровки и радиальной эапрессовки обеих вставок эа один рабочий ход ползуна пресса в специально разработанном устройстве.

Дальнейшую механическую обработку производили по технологии, принятой для обработки серийных гильз.

При оценке надежности соединения усилие выпрессовки вставок из корпуса гильзы составляло 110-130 кН, что соо тве тств уе т усилию выпре с сон ки цельной вставки, длина которой равна . суммарной длине коротких в ставок. Это подтверждает эффективность нанесения пленки абразива на контактной поверхности соединения.

137

Составитель В. Шуменко

Редактор Л. Гратилло Техред А. Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 451/13 Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты стендовых испытаний показали, что износостойкость двухслойной гильзы, изготовленной по предла— гаемому способу, повысилась в 44,7 раза по сравнению с серийной гильзой.

Экономия легирующих элементов при изготовлении гильзы предлагаемым способом по сравнению с известным достигает 40-457. Это обеспечивается тем, что по известному способу вставка изготавливается цельной иэ легированного порошкового материала массой около 500 г, а по предложенному способу масса вставки составляет около

275 г.

Формула изобретения

Спо со б иэ го то вле ния двухслойных изделий трубчатой формы, включающий

1772 формирование внешней трубчатой заготовки с рельефом и формирование внутреннего слоя в виде вставки из спеченного материала, установку встав5 ки в трубчатую заготовку путем калибрования, осевой и радиальной запрессовки, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода материала вставки и повышения износостойкости изделий, при формировании трубчатой заготовки рельеф выполняют в виде винтовой канавки, формирование внутреннего слоя осуществляют в виде вста1 вок с разным содержанием легирующих элементов, а перед установкой вставки в заготовку на канавку наносят абразивную пасту на основе оксида аюпоминия °