Способ индукционной наплавки Советский патент 1987 года по МПК B23K13/00 

1129

Изобретение относится к индукционной наплавке и предназначено для использования в установках наплавки ,. преимущественно толкателей клапанов двигателей внутреннего сгорания, а также других деталей.

Цель изобретения - повышение качества наплавки путем уменьшения потерь тепла с поверхности залитого на заготовку жидкого присадочного металла на позиции кристаллизации.

Основньми дефектами при наплавке толкателей клапанов являются раковины и рыхлоты. Препятствуя потерям тепла с поверхности залитого на заготов ку жидкого присадочного металла, можно вытеснить раковины и рьклоты на поверхность или уменьшить глубину их залегания. Уменьшение потерь тепла с

,поверхности расплава согласно предлагаемому способу достигается разме- ш,ением отражателя на станине над поверхностью расплава заготовки на позиции кристаллизатора. Уменьшение теплового потока с поверхности расплава в два раза с 2710 до 13,540 Вт/м за счет экранирования его отражателем приводит к уменьшению относительной глубины залегания рыхлот в среднем

с 0,24 до 0,14, что при толщине наплавленного слоя (h) 6 мм составляет 1,5 и 0,9 мм соответственно. Это позволяет их устранить дальнейшей механической обработкой.

Существенное влияние на уменьшение глубины залегания рыхлот оказывает расстояние между поверхностями

отражателя и расплава. Лабораторные

испытания показали, что если отражатель расположен на относительном расg

стоянии & 0,5 (для толкателей диаметром d 25 мм, Е составляет более 12,5 мм, где - среднее расстояние между отражателем и поверхностью расплава заготовки и - диаметр наплавленной части заготовки), то существенного уменьшения глубины залегания рыхлот не наблюдается. Практически среднее расстояние между отражателем и поверхностью расплава заготовки выбирается так, чтобы оно было меньше 0,5d, где d - диаметр наплавленной части заготовки, а отклонения высоты расположения заготовок на поворотном столе не допускали контакта отражателя и расплава.

. j

0

15

20

30

35

40

50

55

О2

Кроме Г5за11мног о раг люложоиия отражателя относительно поверхности расплава на величину уменьшения потерь тепла влияет степень черноты отражателя . Исследования показали, что наилучшими отражательными свойствами обладают материалы с i 0,3.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа, разрез, на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство для индукционной наплавки содержит многопозиционный поворотный стол 1 с закреппенными на нем заготовками 2. На станине 3 вокруг стола закреплены дозатор 4 флюса, индуктор 5 нагрева заготовок, соеди-; ненный с преобразователем частоты (ПЧ), индуктор 6 с тиглем для плавления присадочного металла, соединенный с высокочастотным генератором (ВЧГ), и отражатель 7, расположенный на одной позиции с кристаллизатором 8. Последний служит для подачи охлаждающей воды.

Отражатель 7 вьтолнен в виде коробки с боковыми стенками для уменьшения потерь тепла излучением и конвекцией. В боковых стенках имеются пазы для установки металлического зеркала, которое по мере загрязнения можно менять.

Устройство для индукционной наплавки толкателей клапанов работает cлeдyюш м образом.

Многопозиционный поворотньй стол 1 с закрепленными на нем заготовками 2 совершает пошаговое перемещение с заданным темпом, перемещая заготовку 2 с одной позиции на другую. Время нахождения заготовки на каждой позиции

составляет 8-12 с. I

На позиции дозатора 4 флюса на тарелку заготовки толкателя насьтается порция буры в количестве 0,3-1,5 г. На позидаях индуктора 5 заготовка 2 нагревается токами частотой 2,5- 8,0 кГц до температуры 1150-1200°С и подается на позицию индуктора 6 с тиглем для заливки присадочного металла. Расплавленный в индукторе 6 высокочастотным полем (67 кГц) присадоч- ньй металл, например чугун, заливается через отверстие в нижней части Тигля на разогретую и очищенную флюсом тарелку заготовки 2 и перемешивается электромагнитными силами.-При следующем шаге стола 1 заготовка 2 с расплавленным чугуном поступает на

3(

позицию кристаллизатора 8 под расположенный на этой же позиции отражатель 7. Из кристаллизатора 8 через отверстия в столе охлаждающая вода подается внутрь заготовки толкателя и начинается кристаллизация наплавленного металла. Наличие отражателя 7, расположенного над заготовкой 2 на позиции кристаллизатора 8, уменьшет потери тепла с поверхности распла ва. Замедление начала кристаллизации чугуна с поверхности способствует выходу раковин и рыхлот на поверхность и уменьшает глубину их залегания в наплавленном металле, что позволяет устранить их дальнейшей механической обработкой.

j O

5

4 Формула изобретения

1. Способ индукционной наплавки, включающий нагрев заготовки, очистку наплавляемой поверхности флюсом, заливку жидкого присадочного металла и кристаллизацию, отлич ающий- с я тем, что, с целью повышения качества наплавки, в процессе кристаллизации уменьшают тепловой поток с поверхности расплава путем установки над ванной расплавленного металла на расстоянии не более 0,5 диаметра наплавляемой поверхности отражателя.

2.-Способ по п. 1, отличающийся тем, что отражатель изготавливают из материала со степенью черноты не более 0,3.

Изобретение относится к области индуки 1онной наплавки и предназначено для использования в установках на- : плавки преимущественно толкателей клапанов двигателей внутреннего сгорания, а также других деталей. Целью изобретения является повышение качества наплавки путем уменьшения потерь тепла с поверхности залитого на заготовку жидкого металла в процессе кристаллизации. Уменьшая потери тепла с поверхности залитого на заготов ку жидкого присадочного металла можно вытеснить раковины и рыхлоты на то- верхность или уменьшить глубину и залегания. Это позволяет устранить их дальнейшей механической обработкой. Уменьшение потерь тепла с поверхности расплава достигается размещением отражателя над поверх ностью расплава на расстоянии от нее не более 0,5 диаметра наплавляемой поверхности. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. с: Л

/ /

у//////////1//////////лтУУ//////////////////////

(риг.1

(риг.1

I ПЧ I I ВНГ I

BuffA