СПОСОБ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКИ Российский патент 2013 года по МПК B23K13/01 B23K101/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий.

Известен способ индукционной наплавки, заключающийся в том, что на наплавляемую поверхность изделия наносят слой наплавляемого материала (например, в виде пасты или шихты) и подвергают их совместному разогреванию токами высокой частоты при помощи индуктора - до оплавления поверхности изделия и расплавления наплавляемого материала; после отключения индуктора и остывания изделия и наплавленного материала на изделии образуется наплавленный слой (см., например, «Аникин Н. А., Дробышевская Н. И., Дудинов В. А. и др. Справочник для изобретателя и рационализатора. Предисл. Изд. 3-е испр. и доп. Москва-Свердловск, Машгиз, 1962. 792 стр. с ил.», стр.543).

Недостаток данного способа состоит в том, что он неприемлем для наплавки цилиндрических поверхностей, ввиду того, что наплавляемый материал не удерживается на этих поверхностях вследствие их кривизны; края наплавленных слоев получаются малой толщины, что требует повторения ряда процессов наплавок.

В качестве прототипа взят способ индукционной наплавки цилиндрической поверхности по А.С. СССР №1794610, кл. В23К 13/01, опубл. 15.02.93 г., Бюл. №6. Сущность его состоит в том, что на цилиндрическую поверхность детали наносят наплавляемый материал и обрабатывают их индуктором, причем на поверхности выполняют совокупность канавок, ориентированных на образующей поверхности, периодически ориентируют поверхность с расположением каждой канавки горизонтально в верхней части поверхности, заполняют канавки наплавленным материалом и обрабатывают их индуктором, после чего поверхность обрабатывают, срезая слой основного материала и наплавленного материала до проектного диаметра, причем первоначальный диаметр детали берут с припуском на чистовую обработку.

Недостаток прототипа состоит в том, что по данному способу перед непосредственно наплавкой необходимо выполнить в поверхности канавки для размещения в них наплавляемого материала, что нетехнологично; сам процесс наплавки требует значительных временных затрат, так как он осуществляется циклически для каждой отдельной канавки (наплавка и последующее охлаждение); кроме того, при данном способе наплавки наплавленный слой получается достаточно неоднородным вследствие того, что он состоит из отдельных наплавленных участков, это будет отрицательно сказываться на его эксплуатационных характеристиках.

Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей изделий и повышения качества наплавленного слоя.

Это достигается тем, что изделие с наплавляемой внутренней цилиндрической поверхностью устанавливают горизонтально в фиксатор, с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия, внутри цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью, вдоль его оси, радиально, в нижней части цилиндра, с зазором относительно поверхности, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный - относительно вращающегося изделия - разравниватель, выполненный из термостойкого неметаллического материала, например, графита; устанавливают индуктор; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность - перед разравнивателем, по ходу вращения изделия - наплавляемый материал до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности, выдерживая скорость вращения достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава; после окончания наплавки индуктор отключают; продолжая вращение до затвердения расплава; наплавленную поверхность затем обтачивают до необходимого диаметра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: изделие 1, фиксатор 2, ось вращения 3, направление вращения со, наплавляемая поверхность 4, разравниватель 5, зазор С между разравнивателем и поверхностью, индуктор 6, наплавляемый материал (шихта) 7, наплавляемый слой 8.

Данный способ реализуется следующим образом. Изделие 1 устанавливают горизонтально в фиксаторе 2, приводимый во вращение (со) с горизонтальной осью вращения 3 и совмещения этой оси с осью симметрии цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью 4; внутри цилиндра, вдоль его оси 3 радиально, в нижней части цилиндра, с зазором C относительно поверхности, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный - относительно вращающегося изделия - разравниватель 5, выполненный из термостойкого неметаллического материала, например, графита; на торцах изделия укрепляют кольцеобразные заглушки из материала, аналогичного материалу разравнивателя (не показано); устанавливают индуктор; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность - перед разравнивателем, по ходу вращения изделия, - наплавляемый материал - до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности, выдерживая скорость вращения достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава; после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердения расплава; наплавленную поверхность затем обтачивают до необходимого диаметра.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ наплавки позволяет проводить наплавку внутренних цилиндрических поверхностей изделий; процесс наплавки происходит непрерывно, что повышает однородность и эксплуатационные качества наплавленного слоя; способ позволяет за один цикл наплавки получить наплавленный слой требуемой толщины, что снижает временные затраты (не требуется периодического охлаждения расплава) и повысить качество наплавленного слоя.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ включает установку изделия в фиксатор с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия. Затем в нижней части внутренней цилиндрической поверхности изделия устанавливают разравниватель. Разравниватель устанавливают неподвижно относительно вращающегося изделия и с зазором относительно его поверхности. Затем устанавливают индуктор и приводят изделие во вращение. Включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность наплавляемый материал до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности. Скорость вращения при этом равна скорости, при которой предотвращается осыпание наплавляемого материала и стекание расплава. После окончания наплавки индуктор отключают. При этом продолжают вращение до затвердевания расплава. Затем наплавленную поверхность обтачивают до необходимого диаметра. Техническим результатом изобретения является оптимизация процесса наплавки внутренней цилиндрической поверхности изделия и повышение качества наплавленного слоя. 1 ил.

Способ индукционной наплавки внутренней цилиндрической поверхности изделия, включающий установку изделия горизонтально в фиксатор с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия, нанесение на наплавляемую внутреннюю цилиндрическую поверхность изделия наплавляемого материала в виде шихты, обработку индуктором материала и поверхности до их совместного расплавления при вращении изделия и последующее обтачивание наплавленной цилиндрической поверхности изделия до необходимого диаметра, отличающийся тем, что предварительно внутри изделия, вдоль его оси, радиально, в нижней части внутренней цилиндрической поверхности с зазором относительно нее, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный относительно вращающегося изделия разравниватель, выполненный из термостойкого неметаллического материала в виде графита, и индуктор, приводят фиксатор с изделием во вращение, включают индуктор и постепенно подают на вращающуюся внутреннюю цилиндрическую поверхность, перед разравнивателем, по ходу вращения изделия, наплавляемый материал до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности со скоростью вращения, соответствующей скорости, при которой предотвращается осыпание наплавляемого материала и стекание расплава, после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердевания расплава.