Способ изготовления биметаллических изделий намораживанием на заготовку Советский патент 1980 года по МПК B22D19/00 B22D23/04 

мени охлаждения заготовки, покрытой слоем сплава, до температуры 0,80,9 температуры его солидус и времени намораживания (при повторном погружении) . Если время намораживания не превосходит 8 с, то время на грева заготовки в расплаве и время ее охлаждения в защитной среде исчис ляются несколькими минутами. Именно в течение этих относительно больших выдержек происходит значительный рос толщины прослойки интерметаллидов в результате реактивной диффузии напла ляемого сплава в материал заготовки. Прослойка интерметаллидов резко снижает пластические свойства соединения и прочность последнего, особенно усталостную, т. е. снижает качество соединения в целом. Второй причиной низкого качества наплавленных соединений является покро ный флюс. После погружения охлажденн заготовки в расплав через слой флюса, последний вытесняется с поверхности заготовки и всплывает в распла ве. Но процесс вытеснения флюса идет одновременно с кристаллизацией (намораживанием) слоя наплавляемого сплава, поэтому часть наплавляемого флюса оказывается в толще намороженного сплава. В результате в наплавленном слое обнаруживаются флюсовые включения. Особенно заметно отрицательное влияние флюса при малой плот ности наплавляемого сплава. Несущест венная разница в плотности флюса и сплава резко снижает скорость вспл вания флюса и, как следствие, повышает содержание флюсовых включений в наплавленном металле. Проведенные эксперименты показывают, что применение флюса при намораживании медных сплавов на сталь не приводит к обязательному образованию флюсовых включений в наплавленном слое. Применение флюса при намораживании в 3 раза более легких алюминиевых спла вов неизбежно приводит к образованию флюсовых включений в наплавленном алк)миниевом слое. Эти результаты подтверждают необходимость намораживания легких сплавов без исполь зования флюса. Однако отказаться от флюса нельзя, так как без флюса не происходит смачивания заготовки рас плавом, следовательно исключается возможность получения наплавленного слоя. Именно флюс обеспечивает подготовку поверхности заготовки к сма чиванию, ибо сам наплавляемый сплав только нагревает заготовку, но не очищает ее поверхности. Цель изобретения - повышение качества изделий путем снижения время ни контакта наплавляемого сплава с заготовкой и устранения флюсовых включений. Поставленная цель достигается тем, что нагрев заготовки осуществля ют в защитной оболочке, от стенок которой заготовку размещают с зазором. Результатом использования защитной оболочки является отсутствие контакта наплавляемого сплава с материалом заготовки и на стадии нагрева последней в расплаве и на стадии охлаждения заготовки до 0,8-0,9 температуры солидус сплава. Отсутствие контакта исключает возможность образования интерметаллидов, снижающих качество наплавленного соединения. Кроме того, использование защитной оболочки позволяет осуществить процесс очистки нагретой поверхности заготовки ввиду доступа к ней защитной газовой среды. Отпадает надобность применения флюса, следствием чего является отсутствие флюсовых включений в наплавленном металле. В результате повышается качество наплавленного слоя. Способ осуществляется следующим образом. Поддерживают температуру наплавляемого сплава постоянной в защитной газовой среде, нагревают в наплавляемом сплаве заготовку в защитной оболочке до температуры 0,8-0,9 температуры солидус сплава, извлекают заготовку из расплава, повторно погружают заготовку в наплавляемый сплав на 2-8 с. Форма защитной оболочки обеспечивает доступ защитной газовой среды (например вакуума) к поверхности нагреваемой в расплаве заготовки, но исключает контакт поверхности заготовки с расплавом наплавляемого сплава. Простейшей защитной оболочкой является открытый с одного из торцов цилиндр (стакан). П р и м е р 1. При постоянной температуре чистого алюминия б62-С в вакууме 1-10 мм рт. ст. медный стержень диаметром 40 мм и высотой 100 мм в защитном титановом стакане погружают в расплавленный алюминий. Титановый стакан предотвращает контакт медного стержня с алюминием. Нагревают заготовку в расплаве до SSO-C, затем извле.кают ее из жидкого алюминия и погружают медный стержень (без титано,вого стакана) в расплав на 4 с. П р и м е р 2. При постоянной температуре твердожидкого (содержание твердой фазы 20%) МА1 в защитной среде чистого аргона укладывают втулку из Ст 20 к в медную оболочку по форме втулки. Нагревают втулку в медной оболочке до , затем после извлечения заготовки с оболочкой повторно погружают стальную втулку в магниевый сплав.на 2-4 с. Способ обеспечивает получение биметаллических изделий высокого качества при наплавке легких активных металлов на заготовку из черных,цветных и тугоплавких металлов. Высокое качество обеспечивается малым временем взаимодействия жидкого наплав

пяемого сплава с заготовкой, составляющим десятые и сотые доли секунды. За этот промежуток времени не происходит охрупчивание соединения. Так как наплавку осуществляют без применения флюса, то исключается возможность получения флюсовых включений в наплавленном слое. Возможно получение биметаллических изделий с нагревом заготовки при первом погружении до температуры ниже температуры солидус сплава, что снижает вре мя последующего охлаждения заготовки и повышает энергетическую эффективность процесса наплавки.

Способ применяется в изготовлеНИИ титано-баббитовых и стале-алюминиевых заготовок подшипников скольжения поршневых и центробежных компресров, а также крупногабаритных подшипнков крупных дизелей. Экономический эффект достигается за счет снижения трудоемкости процесса наплавки и увеличения ресурса работы подшипников в результате повышения качества соединения и усталостной прочности.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических изделий намораживанием на заготовку, включающий поддержание температуры наплавляемого сплава постоянной в защитной газовой среде, первое погружение заготовки в наплавляемый сплав, при достижении заготовкой температуры 0,8-0,9 температуры его солидус извлечение ее из наплавляемого сплава и повторное погружение заготовки в него, отличаюц и и с я тем, что, с целью повышения качества биметаллических изделий, первое погружение заготовки в наплавляемый сплав осуществляют в Защитной оболочке, причем заготовку в ней размещают с зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

jl. Максимович Б.И. Наплавка расплйвленнымГ присадочным сплавом деталей электрических машин К.,Иаукова думка , 1967, с. 37-43.

2. Авторское свидетельство СССР 528997, кл. В 22 D 19/00, 1974.