Способ соединения материалов Советский патент 1978 года по МПК B23K19/00 

Г

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано Б инструментальной промышленности при производстве комбинированного инструмента, армированного твердым сплавом.

Известен способ изготовления комбинированного инструмента, армированного твердым сплавом, сваркой давлением с подогревом с последуюш;ей термоме.ханической обработкой с использованием промежуточной прокладки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ соединения материалов преимуш,ественно сталей с твердыми сплавами сваркой давлением с подогревом с применением промежуточной прокладки, при котором сваренные детали подвергают термической и механической обработке.

Однако известный способ соединения материалов не обеспечивает качественного соединения твердого сплава со сталью с плош.адью соединения более 200 мм 2. Так, при армировании инструмента с площадью соединения 1000 мм и более в твердом сплаве образуются дугообразные трещины.

Это обусловлено тем, что чем больше линейный размер заготовки, тем больше изменение линейного размера при нагреве и охлаждении, что и приводит к образованию больших остаточных напряжений и разрущению соединения.

Для повышения качества соединения берут промежуточную прокладку толщиной 1-2% от длины соединения, а перед механической обработкой зону соединения подвергают многократному наклепу усилием, равным 1-2 величины рабочей нагрузки при эксплуатации сваренного изделия, чередующемуся с низкотемпературным отпуском.

Сущность изобретения состоит в следующем. Между соединяемыми поверхностями

стали и твердого сплава помещают промежуточную прокладку. Перед сборкой свариваемые поверхности обезжиривают. Собранный узел помещают в сварочную камеру, нагревают, выдерживают при определенном давлении в течение необходимого времени сварки, охлаждают и извлекают изкамеры. Сваренное изделие подвергают термической обработке. Перед механической обработкой зону соединения подвергают многократному наклепу, усилием, равным 1-2

величины рабочей нагрузки при эксплуатации сваренного изделия, чередующимся с низкотемпературным отпуском. Увеличение толщины промежуточной прокладки позволяет избежать образования трещин в твердом сплаве, но.при этом прочностные свойства соединения существенно снижаются. При наклепе перед механической обработкой излищек обычно мягкого материала прокладки выдавливается из плоскости соединения и при последующей механической обработке удаляется; кроме того, изменяется знак напряжения в зоне соединения, происходит превращение стабилизированного аустенита в мартенсит, чтоулучщает прочностные свойства зоны соединения. В результате циклирования процесса «наклеп - низкотемпературный отпуск зоны соединения улучщаются механические свойства промежуточной прокладки за счет образования в ней больщого количества вакансий и дислокаций, благодаря чему улучщаются усталостные характеристики соединения. Пример. Предложенным способом изготавливают комбинированный пуансон диаметром 37 мм. В качестве материала основы применяют сталь Х12МВ, к которой приваривают твердый сплав ВК-20. Промежуточную прокладку вырезают из никелевой фольги толщиной 400 мкм, что составляет 1,1% от диметра заготовки. Перед сборкой свариваемые поверхности обезжириваются четыреххлористым углеродом и обезвоживаются спиртом. Сборку деталей и дварку осуществляют в вакуумной камере. Режимы сварки. Тсв 1100°G,rcg 15 мин., РС 1,5 кг/мм2, вакуум 5 10 мм рт. ст. Охлаждение в вакуумной камере до 250°С, затем на воздухе. После сварки проводят термообработку сваренного изделия; нагревают в нейтральной среде (аргона) под закалку до 1030°С, выдерживают до полного прогрева сечения и затем охлаждают на воздухе. После охлаждения проводят отпуск при температуре 420°С, выдержку в течение 2ч и дальнейщее охлаждение на воздухе. Перед механической обработкой зону соединения подвергают многократному наклепу путем приложения статической нагрузки в направлении действия основных усилий величиной 150000кг, что соответствует примерно двукратной величине оабочей нагрузки при эксплуатации сваренного изделия, чередующемуся с низкотемпературным отпуском при 200°С в течение 1 ч. Использование изобретения позволяет повысить качество соединения при изготовлении инструмента с площадью сварки 1000 мм и более. Ожидаемый годовой экономический эффект составит 57000 руб. Формула изобретения Способ соединения материалов преимущественно сталей с твердыми сплавами сваркой давлением с подогревом с применением промежуточной прокладки, при котором сваренные детали подвергают термической и механической обработке, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества соединения, берут промежуточную прокладку толщиной 1-2% от длины соединения, а перед механической обработкой зону соединения подвергают многократному наклепу усилием, равным 1-2 величины рабочей нагрузки при эксплуатации сваренного изделия, чередующемуся с низкотемпературным отпуском.