Способ наплавки для упрочнения режущей кромки изделия

 

Изобретение относится к области сварочного производства и предназначено для упрочнения режущей кромки изделий. Для повышения износостойкости различных деталей предварительно наносят на наплавляемую поверхность присадочный материал в виде влажной губчатой ленты. Ленту получают из отходов шлифования шарикоподшипников путем прессования деполяризованных частиц во влажной среде. Деполяризацию частиц осуществляют в воде с последующим ее сливом до уровня, не превышающего толщину осажденного слоя. Осажденные частицы прессуют и удаляют остатки воды. Изделие размещают между электродами, пропускают импульсы тока и приваривают присадочный материал. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к способу наплавки для упрочнения режущей кромки изделия, который может быть использован для повышения износостойкости различных деталей, используемых в различных отраслях промышленности.

Известен способ поверхностного упрочнения металлических изделий наплавкой путем предварительного нанесения порошкообразного материала на наплавляемую поверхность с последующим его нагревом и охлаждением [1].

Известен способ наплавки для упрочнения режущей кромки изделия, включающий нанесение присадочного материала на наплавляемую и упрочняемую наплавляемую поверхность, размещение изделия между электродами и пропускание импульса тока. В порошок упрочняющего присадочного материала вводятся частицы неэлектропроводного материала, размеры которых больше толщины упрочняющего материала [2].

Недостатком известных технических решений является необходимость использования какой-либо клеевой основы, чтобы уменьшить потери порошка при нанесении на наплавляемую поверхность. При этом наблюдается выгорание клеевой основы, приводящее к повышению пористости и снижению физико-механических свойств покрытия.

Данное изобретение позволяет ликвидировать указанные недостатки, используя влажную губчатую ленту.

Задача изобретения состоит в повышении эксплуатационной стойкости изделия при снижении стоимости процесса упрочнения металлического изделия и улучшения экологии.

Поставленная задача достигается тем, что в способе наплавки для упрочнения режущей кромки изделия, включающем предварительное нанесение на наплавляемую поверхность присадочного материала, размещение изделия между электродами с пропусканием импульсов тока, в качестве присадочного материала берут влажную губчатую ленту, полученную из отходов шлифования шарикоподшипников путем прессования деполяризованных частиц во влажной среде.

Деполяризацию частиц осуществляют в воде с последующим ее сливом до уровня, не превышающего толщину слоя, затем осажденные частицы прессуют и удаляют остатки воды, повернув емкость с прессованным слоем под углом, не превышающим 90^oC относительно горизонтальной плоскости осажденных частиц.

Использование в предложенном способе наплавки для упрочнения режущей кромки изделия в качестве присадочного материала отходов шлифования шарикоподшипников позволяет повысить износостойкость изделия в 1,5 - 2 раза по сравнению с новым изделием при снижении стоимости процесса уничтожения, так как применяются отходы производства. При этом не требуется утилизация отходов и тем самым улучшается экология окружающей среды.

Способ наплавки для упрочнения режущей кромки изделия осуществляется следующим образом.

Упрочнению подвергаются как новые, так и изношенные изделия.

Упрочняемую поверхность предварительно очищают металлическими щетками, наждачной бумагой и обезжиривают.

Отходы шлифования шарикоподшипников обезжиривают, удаляя остатки смазочно-охлаждающей жидкости, помещают в емкость с водой, перемешивают и дают осесть частицам. Воду сливают до уровня, не превышающего толщину слоя, и производят прессование. Остатки воды удаляют, повернув емкость на угол не более 90^o относительно горизонтальной поверхности осадка, не снимая нагрузки.

В результате получают влажную ленту. Из нее вырезают присадочный материал по форме упрочняемой поверхности и укладывают на эту поверхность. Подводят электроды, прикладывают усилие сжатия и пропускают импульсы тока. После наплавки упрочняемого слоя производят охлаждение на воздухе.

Конкретный пример выполнения способа согласно изобретению.

Упрочнению подвергается стальной диск сошника сеялки, например, из стали 65Г. В качестве присадочного материала берутся отходы шлифования шарикоподшипников, содержащие стружку марки ШХ-15 с размером частиц 4-6 мкм в длину и до 0,5 мкм толщиной, и до 5% абразива Al₂O₃. Стружка имеет различную конфигурацию частиц сильно поляризованных, так как шлифование осуществляется с использованием смазочно-охлаждающей жидкости, которую необходимо удалять с помощью магнитных улавливателей. Стружка отделяется от смазочно-охлаждающей жидкости. Из полученной прессование ленты, состоящей из деполяризованных частиц отходов шлифования шарикоподшипников, вырезали присадочный материал шириной 10 мм по периметру режущей кромки. После размещения присадочного материала на упрочняемой поверхности осуществляли его приварку на установке 011-01-02 для электроконтактной наплавки с помощью оснастки для размещения диска.

Режим приварки присадочного материала следующий.

Сила тока - 6,2 кА, время импульса 0,06 с, время паузы - 0,1 с, усилие 1,5 кН.

В результате получают износостойкое покрытие шириной 10 мм, толщиной 0,3 мм, не требующее в данном случае последующей механической обработки.

Свойства упрочненной поверхности.

Износостойкость покрытия в 1,5 - 2 раза выше износостойкости неупрочненного изделия, прочность соединения покрытия с основой при срезе не менее 450 - 500 МПа. Ударная вязкость направленного изделия снижается незначительно по сравнению с исходным материалом. При этом отслаивание покрытия не наблюдается. Плотность покрытия 92 - 96%.

Способ согласно изобретению позволяет исключить термообработку дисков толщиной 2,5 мм, так как при термообработке происходит коробление и деформация диска.

Использование в предложенном способе наплавки присадочного материала из отходов шлифования шарикоподшипников значительно удешевляет производство, так как отходы ничего не стоят и требуются минимальные затраты на их подготовку под наплавку. При этом происходит утилизация отходов без нарушения экологии окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ наплавки для упрочнения режущей кромки изделия, включающий предварительное нанесение на наплавляемую поверхность присадочного материала, размещение изделия между электродами с пропусканием импульсов тока для приварки присадочного материала, отличающийся тем, что в качестве присадочного материала берут влажную губчатую ленту, полученную из отходов шлифования шарикоподшипников путем прессования деполяризованных частиц во влажной среде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деполяризацию частиц осуществляют в воде с последующим ее сливом до уровня, не превышающего толщину осажденного слоя, затем осажденные частицы прессуют и удаляют остатки воды, повернув емкость со спрессованным слоем под углом, не превышающим 90^o относительно горизонтальной плоскости осажденных частиц.