Способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов Советский патент 1992 года по МПК B23K20/14 

сл

с

Использование: при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами. Сущность изобретения: при диффузионной сварке деталей из разнородных материалов в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагреве изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300 - 400°С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при этой температуре в течение 2 - 3 ч. 2 табл.

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в инструментальной промышленности при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами (ДТП).

Известен способ соединения твердосплавной пластины со стальной державкой путем наложения пластины на державку, их нагрев, прижатия друг к другу и выдержки в таком состоянии, причем пластину с державкой нагревают до температуры начала пластической деформации державки, затем сваривают контактной сваркой и подвергают отпуску в предварительно разогретой печи (1). Известен способ получения биметаллических изделий, преимущественно труб, путем коаксиальной сборки слоев, нагрева, совместной их деформации и выдержки заготовки при температуре сварки, причем совместную деформацию производят при температуре на 50 - 200°С выше температуры сварки со степенью 0,5-3% (2).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в коническое отверстие одной детали вставляют другую деталь с наружной конической поверхностью сначала на неполную глубину, а затем свариваемые поверхности совмещают полностью и производят нагрев с изотермической выдержкой, при этом полное совмещение свариваемых поверхностей производят путем нагрева до температуры, превышающей температуру сварки на 100 - 200°С, после чего температуру снижают до температуры сварки.

Известные способы соединения двух деталей, как аналоги, так и прототип, не

XI

со О

О

о

обеспечивают возможность соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента, так как в них предусмотрена высокая температура нагрева деталей, при которой алмазный слой теряет свои свойства

Цель изобретения - обеспечение возможности соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в отверстие одной детали вставляют другую де- таль и производят их нагрев с изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пласти- ной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300 - 400°С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при этой температуре в течение 2-3 часов.

Способ осуществляют следующим образом.

Крепление режущих пластин к корпусу инструмента проводят в двухкамерной универсальной установке. Каждая камера имеет свою независимую систему откачки, позволяющую получить вакуум в рабочем пространстве не ниже 1,33 Па и систему сжатия, обеспечивающую получение необходимой величины давления сжатия.

Вначале подготавливают свариваемые поверхности, затем в одной камере греют корпус инструмента до температуры порядка (1000 - 1050°С}, перемещают корпус по камере, останавливаются под устройством, в котором находится ДТП, быстро опускают ДТП в расширенное углубление и переводят зону соединения во вторую камеру, где созданы условия для проведения диффузионной сварки: вакуум не ниже 1,33- 102 Па, температура порядка 650 - 700°С. Добившись постоянства температуры образцы сдавливают, причем величина давления сжатия должна быть близкой к пределу текучести используемой марки стального корпуса. По истечении необходимой выдержки снижают температуру со скоростью 10°С/мин. После охлаждения образцов до 100 - 200°С выключают откачную систему, снижают усилие сжатия.

Пример. Осуществляли низкотемпературное соединение ДТП диаметром 13,5 мм с державкой из стали 40Х в виде прямоугольной пластины. В державке было изготовлено углубление 5 мм и диаметром

13,5 мм. Результаты исследования приведены в табл. 1 и 2.

Экспериментальные исследования заявляемого способа диффузионной сварки деталей из разнородных материалов показали, что он позволяет получать неразъемное качественное соединение алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента при температуре не более 700°С с сохранением

свойств алмазного слоя. Такой инструмент имеет повышенную работоспособность, чем инструмент, в котором ДТП прикреплялась пайкой.

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой,отличающийся тем,

что, с целью обеспечения возможности соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300 - 400°С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при

этой температуре в течение 2 - 3 ч.

Зависимость состояния зоны соединения от температуры нагрева стальной детали

над темпепятурой диффузионной сварки (Тдиф, сварки 700°С, изотермическая выдержка - 2,5 ч)

Таблица 2

Зависимость прочности соединения ДТП со сталью 40Х от продолжительности выдержки (вакуум 1,33-10 2 Па, Тдиф.св. 700°С)

Таблица 1