Способ изготовления уплотнительного слоя клапанов Советский патент 1992 года по МПК B23K9/04 B23P15/00 

Изобретение относится к сварке металлов, в частности к износостойкой наплавке, и может быть использовано в машиностроении при наплавке уплотняющего слоя трущихся поверхностей, преимущественно для седловых клапанов пневмогидросистем.

Цель изобретения -- повышение качества наплавленной поверхности, обеспечение ее работоспособности в интервале температур от -253 до +500°С и коррозионной стойкости.

Наплавку выполняют дугой в среде защитных газов с присадкой, в качестве которой используют деформационно-тверде- ющие слпапы марок 40КХНМ, 40КХНМВТЮ и др. (см ГОСТ 14118-69. Проволока из прецизионных сплавов для упругих элементов). После наплявки производят механическую обработку до толщины наплавленного слоя не менее 4-6 мм, и .1; проводят поверхностную Пластическую деформацию при

комнатной температуре для создания структуры металла и поля остаточных напряжений для эффективного дисперсионного твердения при последующей термической обработке.

После поверхностной пластической деформации выполняют термическую обработку для дисперсионного твердения наплавленного металла в вакууме или в инертной среде при 480 570°С в течение 2-6 ч.

Использование в качестве присадок де- формационно-твердеющих сплавов по ГОСТ 14118-69 высокого качества в виде холоднотянутой проволоки обеспечивает получение наплавленного металла при сварке плавлением без пор и окисных включений. Кроме того, эти сплавы обладают высокими упругими и прочностными характеристиками, усталостной прочностью, сопротивлением износу, немагнитноXI о

СА)

ы

чО

С П.Ю, КОррСХНЮННОЙ СТОЙКОСТЬЮ Ci рПЯЛИЧш х сред.. ii оаСюп; : ;гн:об;-1остью np -i температур . го -253°С.

Использование данных марок /ч;спер- сионмр-т р/ .с-гощих проволок D качестве снарочмых /У) я нап. дэталей, т.е. по новому нл пачемию, повиляет получить Pnico- кий у рог. ень свойств наплав личной поверх ю-угм. Это обусловлено тем, что при высокой твердости наплавленного металла (HRC -- 50-60 сд.), прошедшего дисперсионное твер,о../иие в сочетать-; в предварительным наклепом, обеспочиваетел высокая пластичность и вязкость наплавленного металла при криогенных температурах, что и обеспечивает высокую работоспособность наплаелонн х деталей при отрицательных температурах.

При м е р. Предлагаемый способ воспроизведен на натурных узлах затвора из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, уплотни- тельная часть которых выполнена в виде конуса со средним диаметром 71 мм. Наплавку валика на рабочую часть затвора (диаметром 62 мм) выполняли механизиро- ванной аргонсдугооой сваркой вольфрамовым электродом с подачей проволоки диаметром 2 мм из сплава марки 40КХНМ. Толщина наплавленного слоя составляла 6 мм, а ширина наплавки 6-7 мм.

После наплавки выполняли механическую обработку наплавленной конической поверхности, при этом средний диаметр составил 71,92 мм. Поверхностную пластическую деформацию выполняли роликовой обкаткой, уменьшение диг.метра при этом составило 0,92 мм, шероховатость был не хуже Ra 0,63. Твердость при этом составила HRC 36-38 ед.

Для повышения прочности и упругих свойств наплавленного слоя в зоне уплотне. ;: .я проводили дисперсионно твердеющую обр.(ку затсоров в вакуумной печи по режиму Т - 525°С с четырехчасовой выдержкой, охлаждение- на воздухе. При этом значение твердости на поверхности составило HROGO.

Оценка качества с помощью бинокулярного микроскопа при 40-кратном увеличении показала, что обработанные поверхности всех затворов свободны от пор, неметаллических включений, трещин и других дефектов сварочного происхождения, характерных при наплавке стеллитом. Высокая чистота поверхности позволяет применять обкатку роликом как конечную операцию без последующей механической обработки.

Клапаны прошли стендовые испытания в среде жидкого водорода при давлении 350-400 МПа. После 100 циклов срабатываний заметных изменений поверхности в зоне уплотнения, следов коррозии не обнаружено. Клапаны соответствуют требованиям конструкторской документации,

Формула изобретения

Способ изготовления уплотнительного слоя клапанов, при котором зону уплотнения клапанов наплавляют износостойким сплавом дугой в среде защитных газов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавленной поверхности, обеспечения ее работоспособности в интервале температур от -253 до +500°С и коррозионной 1:тойкости, наплавку производят деформэционно-твердеющим сплавом с последующей механической обработкой наплавленного слоя, после чего производят поверхностную пластическую деформацию, а затем - термическую обработку.

Изобретение относится к сварке металлов, в частности к износостойкой наплавке, и может быть использовано в машиностроении при наплавке уплотняющего слоя трущихся поверхностей, преимущественно для седловых клапанов пнепмогидросистем. Цель изобретения - повышение качества наплавленной поверхности, обеспечение.ее работоспособности в интервале температур от -253 до +500°С и коррозионной стойкости. Для этого наплавку рабочих поверхностей клапанов производят дугой в среде защитных газов деформационно-твердею- щим сплавом с последующей механической обработкой наплавленного слоя, после чего производят поверхностную пластическую деформацию, а затем термическую обработку для дисперсного твердения наплавленного слоя.