Способ индукционной наплавки твердого сплава на стальную деталь

Изобретение относится к области упрочнения рабочих органов, работающих в условиях интенсивного изнашивания, в частности к способу индукционной наплавки шихты на стальную деталь. Перед индукционной наплавкой шихты проводят предварительное упрочнение детали на глубину 0,3-0,6 мм. Для наплавки используют шихту, состоящую из смеси 20-30% карбида бора и 70-80% флюса. Смесь наносят на деталь толщиной 0,8-1,4 мм. Расплавляют шихту токами высокой частоты и выдерживают в течение (50-70)с при температуре не ниже 1240°С. В результате подавляется образование нежелательных структур в наплавленном слое и соответственно повышается износостойкость наплавленной детали. 3 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области упрочнения рабочих органов, работающих в условиях интенсивного изнашивания, и может быть использовано в сельхозмашиностроении, горнодобывающей промышленности, дорожном строительстве, ремонте техники.

Известен способ индукционной наплавки, включающий нанесение на упрочняемую поверхность детали (заготовок) ровным слоем наплавочной шихты, состоящей из твердого сплава и флюса, затем участок с шихтой помещают в индуктор высокочастотного нагрева, после его включения электромагнитное поле, передаваемое через индуктор, нагревает поверхность детали, тепло передается шихте, которая расплавляется. Расплав затвердевает, образуя расплавленный слой заданной толщины (Индукционная наплавка износостойких сплавов. Сборник статьей под общей редакцией Ткачева В.Н., Ростов-на Дону, ОНТН, 1963, с.41-42). Недостаток указанного способа индукционной наплавки состоит в том, что наплавленный твердый сплав содержит доэвтектическую структуру. Она имеет повышенную износостойкость, почти в два раза.

Наиболее близкой по своей технической сущности является способ индукционной наплавки шихты на стальную деталь, включающий размещение на поверхности детали шихты, состоящей из карбида бора и флюса для индукционной наплавки, нагрев поверхности детали токами высокой частоты с расплавлением шихты и выдержку в течение заданного времени при заданной температуре с получением упрочненного подслоя (RU №2447194, 10.04.2012).

Недостаток этого способа состоит в том, что для создания подслоев на упрочняемой поверхности, состоящих из карбидов, вольфрама и кобальта, предотвращающих образование доэвтектической структуры в наплавленном слое при последующей наплавке твердого сплава используется сложное аппаратурное оформление, состоящее как из электрического, так и механического компонентов. Кроме того, способ ограничен в применении, когда возникает необходимость осуществления упрочнения по большим площадям (больше 10000 мм2).

Технической сущностью настоящего изобретения является повышение износостойкости наплавленного слоя при индукционной наплавке и упрощение аппаратурного оформления при упрочнении деталей (заготовок).

Настоящая техническая сущность достигается тем, что в способе индукционной наплавки шихты на стальную деталь, включающем размещение на поверхности детали шихты, состоящей из карбида бора и флюса для индукционной наплавки, нагрев поверхности детали токами высокой частоты с расплавлением шихты и выдержку в течение заданного времени при заданной температуре с получением упрочненного подслоя, используют шихту с содержанием карбида бора 20-30% и флюса для индукционной наплавки 70-80%, шихту размещают на поверхности детали слоем толщиной 0,8-1,4 мм, а выдержку осуществляют в течение 50-70 сек при температуре не ниже 1240° с получением упрочненного подслоя на глубину 0,3-0,6 мм.

Рис 1. Наплавочная шихта, наносимая на поверхность заготовки.

Рис.2. Структура наплавленного слоя индукционной наплавкой с боридным подслоем.

Рис.3. Структура наплавленного слоя твердого сплава, наплавленного на сталь 65Г.

Позицией 1 на рис.1 обозначена поверхность заготовки без борированного подслоя, а позицией 2 с борированным подслоем. На рис.2-3 поз.3 - основной металл, 4 полоска мартенситно-аустенитная, 5 тонкодифференцированная эвтектика, 6 карбиды, 7 карбобориды, 8 зона доэвтектической структуры в наплавленном слое (динариды).

Пример осуществления способа. Способ осуществляли следующим образом: из проката стали 65Г вырезали заготовки 80×60×8 мм в количестве 74 шт. и разделяли на 4 партии по 6 шт. в каждой.

Все заготовки разделили на два участка равной величины по длине, и на один из них наносится боридный подслой из порошковой смеси, содержащей 70-80% флюса и 20-30% карбида бора в различных соотношениях толщиной 0,8-1,4 мм специальным дозатором. Подготовленную заготовку помещали в индуктор с двумя параллельными ветвями, подключенный к высокочастотному преобразователю «Элист 120 ПЗ» и нагревали и выдерживали в течение 50-70 с при температуре не ниже 1240°C, которую определяли посредством хромельалюмелеевой термопары (0,2 мм) с записью данных на монитор компьютера. Вырезались темплеты из обоих участков для проведения структурных исследований наплавленного слоя (микроскоп МИМ-7), по результатам проведенных исследований установили следующее оптимальное содержание компонентов борирующего состава смеси, время нагрева и выдержки при температуре не ниже 1240°C.

При содержании карбида бора менее 20%, например 10%, образуются отдельные участки со значительным перепадом, по толщине борированного подслоя на упрочняемой поверхности заготовки 0,2…0,4 мм, что не обеспечивает стабильное подавление образования доэвтектической структуры в наплавленном слое.

Если содержание карбида бора в смеси больше 30%, например 40%, рост глубины подслоя увеличивается незначительно, в пределах 0,01…0,02 мм и приводит к перерасходу дорогостоящего компонента.

Высота насыпки борирующей смеси на поверхности упрочняемой заготовки регламентируется тем, что если насыпаемый слой меньше 0,8 мм, например 0,6 мм, то глубина максимального борированного подслоя достигает величины не более 0,20-0,25 мм.

При высоте насыпки на детали заготовки смеси более чем 1,4 мм, например, 1,6 мм - приводит к увеличению времени борирования и перерасходу борирующих компонентов.

Время борирования поверхности заготовок в течение 50 с определяется тем, что его достаточно для образования борированного подслоя глубиной 0,3-0,6 мм при температуре не ниже 1240°C. При времени борирования из порошковой смеси стали 65Г, например 40 с, толщина подслоя (борированного) не превышает 0,25 мм. В случае, когда время борирования увеличивается более 70 с, например 80 с, значительного увеличения толщины борированного подслоя не происходит (0,04-0,05 мм), но снижается производительность процесса борирования поверхности заготовки индукционным методом и увеличивается расход электроэнергии.

Температура 1240°C, достигаемая на упрочняемой поверхности в процессе формирования боридного подслоя, определяется тем, что обеспечивается интенсивный процесс борирования, флюс (шлак) не прерывается и предотвращает окисление активного бора (свободного), который образуется в результате химических реакций компонентов флюса. Так, например, при температуре 1200°C интенсивность борирования снижается при всех выше установленных оптимальных параметрах борирования и не превышает глубины 0,6 мм. При более высоких температурах 1280°C толщина подслоя не достигает величины 0,3-0,6 мм, очевидно из-за того, что бор начинает окисляться (частично).

Таким образом, данное техническое решение позволяет подавить образование нежелательных структур в наплавленном слое (доэвтектическую).

Способ индукционной наплавки шихты на стальную деталь, включающий размещение на поверхности детали шихты, состоявшей из карбида бора и флюса для индукционной наплавки, нагрев поверхности детали токами высокой частоты с расплавлением шихты и выдержку в течение заданного времени при заданной температуре с получением упрочненного подслоя, отличающийся тем, что используют шихту с содержанием карбида бора 20-30% и флюса 70-80%, при этом шихту размещают на поверхности детали слоем толщиной 0,8-1,4 мм, а выдержку осуществляют в течение 50-70 сек при температуре не ниже 1240° с получением упрочненного подслоя на глубину 0,3-0,6 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области магнитной записи информации, конкретно к способу получения пленок для магнитной записи информации. Способ получения полимерных нанокомпозиций в виде тонких пленок для сверхплотной записи информации включает получение прекурсора, состоящего из поливинилового спирта, воды и смеси водорастворимых солей трех- и двухвалентного железа, с последующей обработкой по крайне мере одним водорастворимым диальдегидом при pH от 0 до 3 в присутствии кислоты в качестве подкисляющего агента, получение тонкой пленки на диэлектрической немагнитной подложке путем нанесения прекурсора на вращающуюся на центрифуге подложку с образованием пленки геля, обработку полученной пленки геля щелочью, при введении щелочи в количестве, обеспечивающем полное протекание реакции щелочного гидролиза смеси солей железа с образованием смеси магнетита и маггемита, при этом обработку щелочью полученной пленки геля осуществляют в парах аммиака, образующегося из водного раствора аммиака (NH4OH) или гидразин-гидрата (N2H4·H2O) в течение 5,0-15,0 часов.

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием на режущей кромочной части. Покрытие на режущем инструменте выполнено в виде режущего кромочного элемента, при этом оно нанесено на заднюю поверхность (6b) основного элемента (6) кромочной части (5), представляющей собой область вблизи режущей кромки лезвия (2), причем упомянутое покрытие имеет более высокую твердость, чем основной элемент (6).
Изобретение относится к способам упрочнения силовых конструкций, имеющих существующие или прогнозируемые разрушающиеся участки, с помощью полос из композиционного материала.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на боковую поверхность рельсов железнодорожных путей и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей и может быть использовано для обработки деталей, работающих в условиях абразивного износа ударных нагрузок, например для культиваторов, дисков, борон и лемехов.

Изобретение относится к способу металлизации изделий из древесины. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой, устранения пористости покрытия и увеличения водонепроницаемости покрытия, снижении трудоемкости и энергоемкости процесса.
Изобретение относится к способам получения защитно-декоративных покрытий на изделиях из древесины. Технический результат заключается в повышении качества и долговечности покрытия за счет увеличения прочности сцепления покрытия с подложкой и устранения водопроницаемости покрытия, и снижении энергоемкости процесса.
Изобретение относится к способам изготовления кварцевых контейнеров с защитным углеродным покрытием для синтеза и кристаллизации расплавов полупроводниковых материалов, а также для получения особо чистых металлов и полиметаллических сплавов.

Изобретение относится к области нанесения покрытия с использованием электрического разряда, в частности к формированию покрытия, закрывающего отверстие объекта.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления контактов вакуумных дугогасительных камер. Порошковую смесь и заготовку из материала с высокой электропроводностью помещают в вакуумную камеру, где порошковую смесь наносят в виде покрытия на заготовку методом электронно-лучевой наплавки в вакууме.

Изобретение относится к производству сваркой сопротивлением электросварных труб для нефтепроводов и газопроводов, труб для ядерной энергетики и других отраслей машиностроения.

Изобретение относится к технологии спирального оребрения труб преимущественно для изготовления теплообменников различного назначения, используемых в теплоэнергетике и в некоторых других областях техники и народного хозяйства, представляет собой усовершенствование известных способов спирального оребрения труб и обеспечивает повышение эффективности процесса и качества готовой продукции.

Изобретение относится к области сварки и может найти применение в легкой и пищевой промышленности для изготовления упаковочного материала. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для упрочнения или восстановления индукционно-металлургическим способом различных поверхностей крупногабаритных деталей и узлов сложной конфигурации.

Изобретение относится к сварке, в частности, к установке для высокочастотной сварки стенки с полкой и предназначена для изготовления тавровых балок, листовых панелей с ребрами жесткости и др.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к индукционно-металлургическим способам восстановления и упрочнения деталей подвижного состава и верхнего строения пути.

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для тепловой правки сварных корпусных конструкций вертикального расположения, и может быть применено также в машиностроительной и химической промышленности.

Изобретение относится к сварке, в частности к установке для высокочастотной сварки, преимущественно тавровых балок и может быть использовано для сварки листовых панелей и т.п.

Изобретение относится к сварке, в частности к способу высокочастотной сварки, и может использоваться для сварки стенки с полкой в тавровых изделиях. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции теплообменной трубы преимущественно со спиральными круглыми ребрами и способу ее изготовления, и предназначено для использования при изготовлении различных теплообменников с повышенной тепловой эффективностью, например, для котельных агрегатов.

Способ может быть использован при получении сварных изделий, имеющих протяженную поверхность с привариваемыми ребрами, в частности, оребренных труб, например, при изготовлении теплообменных аппаратов. После сведения ребра и поверхности детали с образованием V-образной щели с вершиной в точке схождения осуществляют их нагрев путем пропускания тока высокой частоты. Токоподводы устанавливают вдоль оси сварки на расстоянии от точки схождения. Один из них размещают на ребре, а другой - на поверхности детали с образованием зоны ее предварительного нагрева между токоподводом и точкой схождения. Каждый из токоподводов подключен к соответствующему генератору тока высокой частоты. Регулируют нагрев в процессе сварки из условия получения оптимальной температуры в точке схождения ребра и поверхности детали путем изменения мощности соответствующего генератора тока высокой частоты в зависимости от результата сравнения полученных значений температуры, измеряемой в процессе сварки на поверхности детали до расположенного на ней токоподвода. Технический результат заключается в обеспечении высокой производительности при одновременном повышении качества изготовления упомянутого профиля. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области упрочнения рабочих органов, работающих в условиях интенсивного изнашивания, в частности к способу индукционной наплавки шихты на стальную деталь. Перед индукционной наплавкой шихты проводят предварительное упрочнение детали на глубину 0,3-0,6 мм. Для наплавки используют шихту, состоящую из смеси 20-30 карбида бора и 70-80 флюса. Смесь наносят на деталь толщиной 0,8-1,4 мм. Расплавляют шихту токами высокой частоты и выдерживают в течение с при температуре не ниже 1240°С. В результате подавляется образование нежелательных структур в наплавленном слое и соответственно повышается износостойкость наплавленной детали. 3 ил., 1 пр.

Наверх