Способ наплавки штампов Советский патент 1992 года по МПК B22D19/06 

(46) 23.07.92.BFon, № 27

(21)4645912/02

(22)06.02.89

(71)Институт электросварки

им. Е.О.Патона и Токмакский кузнеч- но-итамповочный завод

(72)В.А.Носатоо, П.В.Гладкий, О.Г.Кузьменко, Т.X.Овчинникова, Н.П.Шевченко и В.С.Подберезский (53) 621.74.046 (088.8)

(36) Авторское свидетельство СССР 1498587, кл. В 22 D 19/06, 30,09.87.

(54) СПОСОБ НАПЛАВКИ ИТАМПОВ (57) Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано для восстановле ШЯ

злектрошлаковой наплавкой штампов и других изношенных изделий. Целью изобретения яэляется улучшеипа качества наплаБленного металла в зоне сплавления, исключение его перемешивания с основным металлом, а также повышение производительности наплавки. После подплавления нерасходуегмми электродами заготовки мощность электрошлаковсго обогрева сшшают, а перед подачей присадочного металла в виде стружки жидкий металл заготовки кристаллизуют до твердоя гщкого состояния. Затем перё- гревакзт шлак и подают черег него непрерывно стружку. Способ позволит дополнительно спизить (Аебестонмосгь инструмента.

Изобретение относится к спецзлек- трометаллургии и может быть использовано для восстановления электровша- KOBoii наплавкой (ЭШН) штампов и других изношенных изделий.

Цель изобретения - улучшение качества гаплавленного металла в зоне соединенил,исключение его перемеши- ва/)ия с основным металлом, а также повышение производительности наплавки.

В предлагаемом способе после подплавленил заготовки на необходимую глубину мощность обогрева снижают и перед подачей стружки жидкий металл на поверхности заготовки кристаллизуют с элегстроишяковым

обогревом (ЗШО) у граниды раздела его со шлаком до твердожидкого состояния. Затем перегрева от шлак на 200 - выше температуры ликвидус наплавляемого металла на поверхность заготовки через слой обогреваемого галака непрерьшно подают присадочный металл, напр№{ср, в виде стружки.

В предложенном способе после под- плавления твердой заготовки на необходимую глубину длп улаления трещин и- других дефектов изношенных изделий снижают могщость злектрпшлаково- го обогрева и кристаплизуют жидкий металл до тверло :5илкого состопиип

№s

го поверхности, т.е. до температуры еталла у его поверхности и интервае между температурами ликвидус и солидус этого металла. Этот техноло- гическ11Л нрием практически исключает иеремешицанпе иаапавляеного металла с осиопньи, что очень важно с точки зрения экономии, когда наплавляют высоколегированную дорогостояющую сталь, и качества соединения, когда получают биметаллические заготовки из углеродистой стали и нержавеющей. Кроме того, при подаче присадочного металла в виде стружкя не в жидкую металлическую ванну, как в известном способе, а на твердожидкую поверх- цость, стружка, проходя через слой шлака, задерживается у границы раздела шлак - металл, плавится перегре- тым шлаком, а затем кристаллизуется направяе пю снизу вверх.

При подаче стружки непрерывно уста1 апшгоается стационарный, хорошо управляемый процесс. Стружка является макрохолод1шьником, и поэтому при ОДН01Г и том же теплоотводе в основной металл время затвердеЬания металла У1.|еньшается, а производительность наплавки растета При подаче стружки порцией температура шлака сначала резко падает, поэтому для полного расплавления стружки необходимо по- .высит ь мощность.

При подаче стружки с указанной скоростью теьшература шлака должна быть выше температуры ликв1одус присадочного мрталла на 200 - 300 С.. Экспериментально установлено, что при меньшей температуре стружка не распланляется а при большей шлаки, пгятеняемые для ЭШП, начинают ки- . .петь, а электрошлаковБш процесс становится неустойчивым, переходит п дуговой, наблюдаются выплески шлака. Кроме того, увеличивается глубина етялл1гческой ванны.

Пример. Восстанавливают штампы из стали 5ХИН размером -ЗбОхЗбОх хЗОО мм, с глубиной ручьев 80 . При подплаплении штампа силу тока 11одг;ерживают п пределах 1,5 -2,ОкЛ, напряжение 45 - 50 В и глубину шлаковой ванны 55 - 60 мм.

После подплаплемня штампа (глубина металлической панны 90 мм) силу foica у сньшают до 500 - 600 Л. При этом TChiiiepaTypa шлака поню ается

до 1550 С и металл начинает кристаллизоваться снизу вверх до твердожид- кого состояния у поверхности до lASO C (температура ликвидус и солидус стали 5ХНМ 1510 и соответственно). После этого на твердо- жидкую поверхность через слой шлака подают непрерывно стружку из стали

5ХПМ, увеличив перед этим силу тока до 1,5 - 2 кА в течение 2-3 мин для нагрева шлака АН-15М до 1750 С. Стружку подают со скоростью, равной вертикальной скорости крйсталлизаЦИН металла, которая определяется экспериментально. Всего было наплав- лейо 50 кг металла.

Последние порции жидкого металла кристаллизуют с ЭШО при токе 600

700 А.

Качество наплавки определяют после исследования макроструктуры наплавленного слоя и тела штампа. Как показали исследования, при восста- новлении штампа по предлагаемому

способу качество соединения хорошее, -шлаковых включений в металле наплав- Kii нет.

Спос об улучшает качество наплав

ленного металла в зоне соединения, дополнительно позволяет снизить с ё- бсстоимость инструмента..

Формула изобретения

Способ наплавки штампов, включаю- щий подпланление поверхности заго- товки с использованием нерасходуемых электродов, подачу присадочного металла в виде мелких, частиц их расплавление и последующую кристаллизацию наплавленного слоя с электрошлаковым обогревом, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения качества наплавленного метала в зоне соедниеняя, ут-{еньшення его переме- ш геания с основным металлом заготов- ICH, а также повышения производительности процесса наплавки, .перед подачей присадочного металла снижают мощность элсктрошлакового обогрева, кристаллизуют направлонно слой поц- плавлеиного металла до твердож щко- го состояния на границе раздела его со шлаком, а шлак перегревают на 200 - выше температуры ликви- дус присадочного метал/(а, при этом частицы-присадочного металла на поверхность заготовки подают непрерыпяо.