Способ ремонта деталей Советский патент 1992 года по МПК B23K9/04 

сл

с

Использование: восстановление наплавкой роликов и валков прокатного и металлургического оборудования. Сущность изобретения: деталь помещают в форму с зазором, заполняют зазор присадочным материалом и порошком, форму герметизируют и осуществляют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивания детали присадочным сплавом с последующим охлаждением, после чего форму удаляют, В качестве присадочного сплава используют проволоку из легкоплавкого сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепляют на ней, а в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок на основе окислов металлов, а после охлаждения этот порошок удаляют.

Изобретение относится к области сварки, в частности к восстановлению наплавкой роликов и валков металлургического оборудования.

Известны способы восстановления поврежденных поверхностей деталей наплавкой лентой под слоем флюса или проволокой в среде углекислого газа. Незначительное проплавление основного металла приводит к тому, что оставшиеся в нем трещины служат опасными инициаторами разрушения, снижающими надежность и ресурс работы восстановленной детали.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ наплавки, включающий установку наплавляемой детали в форму с Зазором, заполнение формы порошкообразным материалом, нагрев без доступа воздуха до температуры смачивания его

жидким дисперсионно-твердеющим сплавом с последующим старением, причем смачивание осуществляется путем установки наплавляемой детали с формой в отдельной ванне с дисперсионно-твердеющим сплавом. Однако порошкообразный материал, смачиваясь дисперсионно-твердеющим сплавом, образует износостойкое композиционное покрытие и служит наращиванию геометрических размеров изделия, а не способствует проникновению жидкого сплава в поверхностные трещины наплавляемого изделия, то есть не залечивает дефектную по- верхность. Кроме того, получаемое покрытие взаимодействует с металлом формы, которую приходится удалять стачиванием на станке, что- обусловливает дополнительные затраты.

Целью изобретения является повышение ресурса работы восстановленных детаXI

N

со VJ ся о

лей, преимущественно роликов и валков, путем капиллярного залечивания трещин разгара и снижение трудозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе ремонта деталей, при котором деталь помещают в форму с зазором, заполняют зазор присадочным сплавом и порошком, форму герметизируют и осуществляют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивания детали приса- дочным сплавом с последующим охлаждением, затем форму удаляют, новым является то, что в качестве присадочного сплава используют проволоку из легкоплавкого пластичного сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепляют на ней. Новым является также то, что в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок на основе окислов метал- лов, который после охлаждения удаляют.

Эти отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию новизны. В результате анализа технических решений в данной и смежных областях техники на предмет соответствия изобретения критерию существенных отличий было выявлено следующее. Навивка проволоки на бочку валка или ролика известна, но применяется она в качестве элемента конструкции, а не технологического процесса. Таким образом, присутствие такого признака, как навивка на деталь проволоки с целью ее расплавления и капиллярного заполнения трещин на восстанавливаемой поверхности в известных технических решениях обнаружено не было. Не было обнаружено и примеров использования инертного тугоплавкого наполнителя на основе окислов металлов в качестве несмачиваемой расплавом легкоплавкого сплава подпорной стенки при наплавке автовакуумным способом.

Результат анализа известных технических решений позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа ремонта деталей критерию существенные отличия

Способ осуществляется следующим образом. Валок или ролик, вышедший из строя по причине образования на его поверхности сетки разгарных трещин, очищают от загрязнений, наматывают на его поверхность проволоку на основе меди круглого, прямоугольного или другого профиля полого или сплошного сечения, закрепляют и помещают в форму с зазором. Донная часть формы заглушена и имеет слой порошка на основе окислов металлов. Зазор между роликом или валком и стенками формы заполняется

доверху порошковым наполнителем, который затем уплотняется. После этого форму закрывают крышкой, герметизируют и помещают в нагревательную печь. Нагрев ведут до температуры 1150°С, то есть до температуры смачивания стальной основы медным сплавом. После 2,5 ч изотермической выдержки производят охлаждение, удаляют крышку, порошковый наполнитель и извлекают ролик.

Режим нагрева без доступа воздуха создает оптимальные условия для самоочистки поверхностей стальной основы, в том числе и поверхностей трещин, а также для смачивания стального ролика легкоплавким медным сплавом. Известно, что при совершенном смачивании уменьшающиеся трещины-капилляры хорошо заполняются жидким металлом. Благодаря тому, что взаимодействие расплава и твердой фазы сопровождается взаимным растворением, распространения трещины вглубь металла не происходит. Кроме того, экспериментами было установлено, что сплавы на основе меди обладают наименьшей способностью к насыщению железом и склонностью к разгару.

Роль порошкообразного наполнителя на основе окислов металлов заключается в следующем. Поскольку он не смачивается жидким расплавом на основе меди, то его распространение вглубь порошка не происходит. Таким образом, наполнитель служит для удержания и гарантированного подведения расплава к поверхностям детали и трещинам на ней. Кроме того, порошок на основе окислов- металлов не реагирует и с формой, что исключает операцию удаления ее при помощи станка. Порошок просто вытряхивают из формы и извлекают восстановленную деталь. Это значительно снижает трудозатраты.

Итак, условия, создаваемые при автовакуумной наплавке - использование навитой на поверхность детали проволоки на основе меди, а также применение порошкообразного наполнителя на основе окислов металлов - все это служит достижению поставленной цели и обеспечивает техническому решению соответствие критерию положительный эффект.

Предлагаемое техническое решение проверяли на роликах диаметро.м 300 мм и длиной 1535 мм для установки непрерывной разливки стали Череповецкого металлургического комбината. Ролики из стали 20Х2М. На токарном станке на поверхность ролика была осуществлена навивка проволоки диаметром 2 мм из меди марки М01, после чего jponMK поместили в форму из малоуглеродистой стали, а свободное пространство заполнили электрокорундом белым грануляции 0,25-0,45 мм. Ударами пневмоин- струмента порошок корунда уплотнили. Форму закрыли крышкой и герметично заварили ее. Затем поместили в печь и нагрели до температуры 1150°С. После изотермической выдержки в течение 2.5 ч ролик охладили, удалили крышку, вытряхнули порошковый наполнитель и извлекли ролик.

Подсчитано, что экономический эффект от использования предлагаемого технического решения в расчете на Г установку непрерывной разливки стали составит 245,5 тыс. рублей в год. Формула. йзобре.т.ен.и я Способ ремонта деталей, при котордм. деталь помещают в форму с зазором, запол0

5

0

няют зазор присадочным сплавом и порошком, форму герметизируют и осуществляют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивания детали присадочным сплавом с последующим охлаждением, после чего форму удаляют, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы деталей, преимущественно роликов и валков, путем капиллярного залечивания трещины разгара и снижения трудозатрат, в качестве присадочного сплава используют проволоки из легкоплавкого пластичного сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепляют на ней, а в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок из белого электрокорунда, после охлаждения этот порошок удаляют.