Способ изготовления биметаллических изделий Советский патент 1979 года по МПК C21D7/14 C21D9/22 

1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения биметаллических изделий горячей объемной штамповкой с последующей закалкой от ковочного нагрева.

Известен способ изготовления биметаллических изделий, включающий нагрев заготовки до то шературы аустенизации, горячую деформацию, закалку и отпуск 1.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления биметаллических изделий, включающий сборку плакирующей заготовки с промежуточной прокладкой и основой, нагрев до температуры ковки материала плакирующей заготовки, осадку со свариванием частей заготовки, штамповку с формообразованиил изделия, закалку и отпуск по режиму материала основы 2 .

Недостатками известных способов являются снижение прочности изделия при высокой температуре реформации возникновение больших растягивающих напряжений при скоростнсм охлаждении, приводящих к появлению трещин, значительное коробление поковок глпжиой формы при охлаждении.

Цель изобретения - повышение V прочности биметаллических изделий.

Для достижения поставленной цели в способе изготовления биметаллических изделий, вк.шочающей сборку плакирующего материала с основой, нагрев до температуры на 50-18О°С выше АЗ плакирующего слоя, осадку со сваривании частей заготовки, формо0образование изделия, закалку и отпуск по режиму осковы, предварительно производят многократную зака.пку плакирующего материала и основы с последующим высоким отпуском, а перед

5 формообразованием производят подстуживание до температуры на 20-80 С ниже АЗ плакирующего материала, причем для монолитной биметаллической заготовки многократную закалку производят по режиму основы с последующей зака.пкой по режиму плакирующего материала.

Способ осуществляют следующим образом.

5 Плакирующий материал и основу предварительно 2-10 раз закаливают с температуры на 20-120 С ниже верхнего предела температур закалки, что предотвращает перегрев материала,

0 а не полностью растворенные частицы

цементита и карбиды препятствуют росту аустенитного зерна. При этом уменьшается величина термических напряжений при охлаждении, что способствует проведению многократной закал-ки, т.е., достижению поставленной цели.

Далее производят отпуск при температуре (0,35-0,6) , вьщерживают при этой температуре 0,5-2 часа и охлаждают. Затем окисленные поверхности, подлежащие сварке, подвергают очистке травлением, например раствором, состоящим из 21,7% П„50,6,1% ЫаЫО„,5,0% РеСГдИ воды, промывают и просушивают, после чего ПРОИЗВОДЯТ сборку плакирующего материала с основой, нагревают до температуры на 50-180°С выше Ад плакирующего материала, производят осадку со свариванием частей, охлаждают до температуры на 20-80°С ниже А плакирующего материала , осуществляют формообразование изделий, закаливают и отпускают по режиму материала основы.

Нагрев до температуры на 50-180°С выше Ад перед осадкой в зависимости от марки стали производят для обеспечения термодинамической стабильности аустенита. Кроме того, в этой области наиболее высокое качество сваривания частей заготовки.

Охлаждение перед штамповкой на 2080с ниже А2 плакирующего материала необходимо для прохождения разупрочняющей. рекристаллизации после осадки заготовки и использования повышенной пластичности материала с мелким зерном в этой области.

.При изготовлении изделий из биметаллической заготовки перед нагревом под штамповку вначале ее многократно закаливают с температуры на 20-бОс ниже верхнего предела температуры закалки материала основы после чего нагревают до температуры на 20-120°С ниже верхнего предела температуры закалки плакирующего :латериала, закаливают, нагревают до температуры (0,35-0,6) Т и охлаждают .

П.р и-м е р 1с При изготовлении штампового вкладыша 0155x64 мм для штамповки с зубом сателлита дифференциала МАЗ-200 плакирующую заготовку v85x70 из стали 45ХЗВЗМФС закаливают 3 раза в масло с . После чего нагревают до 700°С, выдерживают 60 мин и охлаждают в воде.

Основу 085x207 мм из стали 40Х закаливают 4 раза в масло с , затем нагревают до 620-630°С, вьщерживают 60 мин и охлаждают в воде. Окисленные поверхности, подлежащие сварке, восстанавлива рт раствором, состоящим из 21,7% H2SO,6,1% NaNOg 5,0% воды, промывают дистиллированной водой и просушивают. Далее производят сборку основы с плакирующим материалом, нагревают до 920960°С, осаживают со свариванием частей заготовки, охлаждают до 800-820 с, штампуют с формообразованием вклады5 ша, закаливают в масло до 400-500 с ,и окончательно - на проточном воздухе.

П р и м е р 2. При изготовлении штампового вкладыша 0215x66 мм из 0 биметаллической заготовки 0210x71 мм, основа которой из стали 7X3, а плакирующий материал толщиной 4,5 мм из стали 45ХЗВМФС, для штамповки с зубом полуосевой шестерни МАЗ-200, 5 заготовку закаливают 4 раза в масло с температуры нагрева до В20-830С, после чего с 1000°С в масло. Затем ее нагревают до 660°С, выдерживают 60 мин и охлаждают в воде. ,.Затем заготовку нагревают до 890920 С, охлаждают на спокойнс воздухе до 820-800°С, штампуют с формообразованием вкладыша, закаливают в масло до 500-400°С и окончательно на ПРОТОЧНОМ воздухе.

5Полученные таким образом штамповые вкладыши отпускают при 520-530°С с последующим охлаждением на вохдухе, и окончательно механически обрабатывают.

0После такой обработки изделия

имеют мелкозернистую структуру, а твердость плакирующего слоя составляет HRC 50-56 и по сравнению с известным ударная вязкость и проч5 Hocjb биметаллических изделий возрастает в 1,2 -1,3 раза.

Эффект достигается в результате того, что при многократной закалке происходит измельчение зернаv до 0 2 мкм. Увеличение циклов свыше 10 нецелесообразно, так как дальнейшее измельчение зерна не происходит.

Ведение закалки с пониженных температур уменьшает трещинообразование и коробление.

Применение многократной закалки по режиму материала основы для биметаллических заготовок в сборе дает возможность вести последующий нагрев до температуры закалки для плакирующего материала без заметного роста зерна.

Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение прочностных свойств биметаллических изделий, 5 повышение пластичности материала при горячем деформировании, снижение коробления и трещинообразования при охлаждении.

Формула изобретения

1. Способ изготовления биметаллических изделий, включающий сборку плакирующего материала с основой, 65 нагрев до температуры на 50-180с

выше АЗ плакирующего материала, осадку со свариванием частей заготовки, формообразование изделий, закалку и отпуск по режиму основы, о т л и {чающийся тем, что, с целью повышения стойкости изделий, производят предварительно многократную закалку плакирующего материала и основы с последующим высоким отпуском, а перед формообразованием производят подстуживание до температуры на 20-QO°C ниже А плакирующего материала .

2. Способ по п,.1, отличающ и и с я тем, что для монолитной биметаллической заготовки много - кратную закалку производят по режиму основы с последующей закалкой по режиму плакирующего материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вестник машиностроения , 1974, 11, с. 74-75.

2.Авторское свидетельство СССР 365387, кл. С 21 D 1/78, 2973.