Способ получения биметаллических деталей

 

Предлагаемое изобретение относится к области наплавки посредством погружения стержня в расплав и может быть использовано в машиностроении для получения биметаллических деталей. Эффективность способа заключается в повышении надежности и качества биметаллического соединения требуемой структуры и химсостава. Достигается это за счет помещения наплавленного металла в твердом состоянии вместе с формой, стержнем, на поверхность которого осуществляют наплавление, в вакуумную печь для нагревания до температуры 1,05-1,1 ликвидуса, с последующей выдержкой и охлаждением вместе с формой до температуры 0,3-0,35 солидуса. Нагрев производят со скоростью 10-15 град./мин. 3 з. п. ф-лы.

Предполагаемое изобретение относится к области наплавки посредством погружения стержня в расплав наплавляемого сплава и может быть использовано в машиностроительной промышленности, в частности для получения биметаллических деталей.

Известен способ получения биметаллических деталей, включающий подогрев литейной формы, заливку в нее расплавленного металла, погружение нагретого в расплавленном флюсе до температуры интервала от линии солидус до линии ликвидус сердечника, погружая его со скоростью 0,3-4 м/мин, при соотношении масс сердечника и наплавляемого металла 0,12-1,7.

Недостатками данного способа являются нестабильность структуры и химсостава наплавляемого металла, недостаточная надежность соединения металлов.

Целью изобретения является повышение качества и надежности биметаллического соединения заданной структуры и химсостава при толщине наплавляемого металла, соизмеримой с диаметром стержня.

Эта цель достигается за счет того, что наплавляемый металл в твердом состоянии помещают в литейную форму, внутренний профиль которой образует внешний контур наплавки. Затем устанавливают торец стержня на наплавляемый металл, совмещая их оси симметрии. Поверхность той части стержня, на которую производят наплавление, придают геометрический профиль внутреннего контура наплавки. Нагрев производят совместно в вакууме до температуры 1,05-1,1 ликвидуса наплавляемого сплава с одновременным погружением конца стержня в расплав с последующей выдержкой и охлаждением вместе с формой. Нагрев производят со скоростью 10-15 град/мин. После выдержки осуществляют охлаждение детали с формой до температуры 0,3-0,35 температуры солидуса. Для обеспечения более надежного сращивания металлов, для избежания образования окисной пленки на поверхность стержня наносят защитное покрытие.

Указанным способом производились наплавки с получением биметаллического соединения требуемой структуры и химсостава. В качестве наплавляемого металла использовали металл марки HX16CP на основе Ni с содержанием Cr 15-17% Вес заготовки равен 1000 г.

Наплавляемый металл в твердом состоянии помещают в форму с конической внутренней поверхностью, на которую соосно устанавливают стержень из сплава XH43M БТЮ. Поверхность той части стержня, на которую осуществляют наплавление имеет коническую форму и вес ее равен 780 г. Эту часть стержня предварительно также покрывают слоем никеля и осуществляют поджатие стержня к наплавляемому металлу. Форму с заготовкой, стержнем помещают в вакуумную печь. Создают вакуум, равный 1·10^-4 мм.рт.ст. Осуществляют нагрев со скоростью 12 град/мин до температуры 1070±10^oC с последующей выдержкой в течение 40 мин и дальнейшим охлаждением вместе с печью до 750^oC. После чего охлаждение осуществляют в аргоне до t 300-350^oC и далее на воздухе до полного остывания. В результате такой последовательности операций с установленными оптимальными режимами получена биметаллическая деталь с плотной бездефектной наплавкой при качественном сплавлении наплавляемого металла с основным, заданной структуры и химсостава.

Формула изобретения

1. Способ получения биметаллических деталей стержневого типа, включающий погружение армирующего стержня в расплавленный металл в литейной форме, имеющей внутренний профиль, соответствующий внешнему контуру отливаемого изделия, с последующей выдержкой и охлаждением вместе с литейной формой, отличающийся тем, что наплавляемый металл в литейную форму помещают в твердом состоянии, торец армирующего стержня вводят в контакт с наплавляемым металлом, а затем перед погружением армирующего стержня в расплав производят нагрев собранной литейной формы в вакууме до температуры, равной 1,05 1,1 температуры ликвидуса наплавляемого сплава.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость нагрева осуществляют в пределах 10 15^oC/мин.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение отливаемого изделия вместе с литейной формой ведут до температуры, равной 0,3 0,35 температуры солидуса наплавляемого металла.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно на наплавляемую поверхность армирующего стержня наносят промежуточное покрытие, способствующее лучшему сцеплению металлов.