Способ изготовления биметаллических изделий Советский патент 1976 года по МПК B23P3/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нзготовлення изделий из биметаллических заготовок.

Известны способы изготовления, выполняемые но следующей технологической схеме: нагрев биметаллической заготовки до темнературы аустенизации, пластическая деформация с формообразованием изделия, закалка и отпуск. 1

Из известных технических решений наиболее близким по суш:еству является способ изготовления биметаллических изделий, включаюш.ий нагрев биметаллической заготовки до температуры горячей деформации, штамповку с формообразованием изделия, охлаждение, механическую обработку, объемную закалку по материалу основы, отпуск н повторную закалку плакирующего слоя. 2

Недостатками этих снособов являются неравномерность деформации материалов плакирующего слоя и основы, а также возникновение значительных растягивающих нанряжений в плакирующем слое при охлаждении, приводящих к ноявлению в нем трещин.

Целью изобретения является обеспечение равномерности деформации материала плакирующего слоя и основы, предотвращение трещ.инообразования в плакирующем слое при охлаждении.

Эта цель достигается тем, что в известном

способе, включающем нагрев биметаллической заготовки до температуры горячей деформации, штамповку с формообразованием изделия, охлаждение, механическую обработку, объемную закалку, отнуск н повторную закалку нлакирующего слоя, нагрев до температуры деформации ведут со стороны нлакирующего слоя со скоростью, уменьшающейся по длине заготовки на 0,5-15° С мм, а охлажденне после штамповки сначала осуществляют для плакирующего слоя до температуры 0,35-0,45 температуры плавления его материала, а затем производят объемно.

|Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При изготовлении биметаллических изделий заготовку нагревают до температуры горячей деформации (например, токами высокой частоты) со стороны плакирующего слоя, расположенного на торцовой поверхности заготовки, со скоростью, уменьшающейся по ее длине на 0,5-15° С , затем пластически деформируют с формообразованием изделия, немедленно охлаждают нлакирующий слой до

температуры 0,35-0,45 температуры плавления его материала (например, проточным воздухом) и нроизводят объемное охлаждение. После чего изделие механически обрабатывают, закаливают по материалу основы н отпускают на заданную твердость. В закаленном состоянии новторно закаливают плакирующий слой с нагревом токами высокой частоты и производят низкотемпературный отнуск. |П р и м е р. При изготовлении толкателя клапана двигателя Д-240 из заготовки диаметром 26 мм и длиной 34 мм (материал плакирующего слоя из стали ШХ15, а основа из стали 45) нагревают деформируемую часть заготовки на длине 15 мм со стороны плакирующего слоя до 1100-1,150° С токами высокой частоты в конусном индукторе с наклоном стенки 8° относительно ее поверхности. В результате такого нагрева в течение 14 сек создается градиент температуры с перепадом 150-200° С на длине 5 мм деформируемого участка заготовхи, обеспечивающий одинаковую сопротивляемость пластическому деформированию материала основы -и плакирующего слоя. Затем на прессе высаживают головку толкателя, охланадают плакирующий слой проточным воздухом до 680-650° С и производят дальнейшее объемное охлаждение на спокойном воздухе до 20° С. После чего заготовку механически обрабатывают, закаливают с нагрева на 800° С и отнускают нри 400° С на твердость HRC34-37. В закаленном состоянии повторно закаливают плакирующий слой с нагрева токами высокой частоты на 900-920°С и производят отпуск при 180° С..

Такой способ нагрева, создающий градиент температуры в биметаллической заготовке, обеспечивает равномерность пластической деформаций материала плакирующего слоя и основы ири горячей штамповке. Ведение интенсивного охлаждения плакирующего слоя после деформации до температуры 0,35-0,45 температуры плавления материала с последующим объемным охлаждением позволяет создавать в нел1 напряжения сжатия за счет разности усадки материала основы и плакирующего слоя, что предотвращает появление трещин в плакирующем слое.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующ-ие преимущества: возможность получать обработкой давлением детали типа толкателя клапана двигателя в биметаллическом исполнении; предотвращение трещ,инообразования в плакирующем слое из высоколегированной стали при охлахудении и равномерность пластической деформации материалов биметаллической заготовки при изготовлении изделий обработкой давлением.

Формула изобретения

Способ изготовления би.металлических изделий, преимущественно толкателей клапапов двигателей, включающий нагрев биметаллической заготовки до температуры горячей дефор.мации, штамповку, охлаждение, механическую обработку, объемную закалку по материалу основы, отпуск и повторную закалку нлакирующего слоя, отличающийся те.м, что, с целью обеспечения равномерности деформации материала плакирующего слоя и основы и предотвращения трещинообразования при охлаждении, нагрев до температуры деформации ведут со стороны плакирующего слоя со скоростью, уменьшающейся по длине заготовки на 0,5-15° С , а охлаждение после штамповки сначала осуществляют для плакирующего слоя до температуры 0,35- 0,45 температуры плавления его материала, а затем производят объемное охлаждение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 365387, кл. С 21 D 1/78, 1971.

2.Довнар С. А., Бродко В. В. и др. Горячая шта.мповка биметаллических штамповых вставок. «Вестник .машиностроения, 1974, № 11, М., с. 74-75.