CS269616B1 - Způsob nanášení ochranné vrstvy na vnitřní povroh dutých těles - Google Patents

Abstract

Vytváření odolných vnitřníoh povrchů dutých součástí, zejména o malém vnitřním průměru, např. vstřikovaoioh trysek, součásti dopravních agregátů a pod., jejiohž vnitřní povroh Je vystaven různým druhům namáháni současně. Do dutého tělesa se vloží Jádro o vnějěim průměru rovném nebo menělm než je požadovaný vnitřní průměr dutého tělesa, prostor mezi jádrem a vnitřním povrchem dutého tělesa se vyplní oohrannou vrstvou, a to tak, že se ochranná vrstva buá nanese v požadovaném objemu na jádro, nebo se ve formě práěku nasype do mezery mezi jádrem a vnitřním povrohem dutého tělesa. Sestava Jádro-ochranná vrstva-duté těleso se pak utěsní, popř. opatří pláětěm a upevní na podložku, načež se ohřeje na teplotu o 1 až 100 °C vyěěí než je teplota solidu slitiny oohranná vrstvy, a to po dobu 0,1 až 10 hod.

Description

Vynález se týká způsobu nanášení oohranná vrstvy na vnitřní povroh dutých těles, zejména těles o malém vnitřním průměru, jejichž vnitřní povroh musí mít zvýšenou odolnost vůči erozi, abrazi, adhezi, korozi, dynamickému namáhání a vysokým teplotám.

V průmyslu se vyskytuje řada dutých součástí, jejichž vnitřní povroh Je vystaven abrazivnímu, erozivnímu, popř. i adhezivnítnu a koroznímu namáhání. Jedná ee o různá potrubí, součásti dopravních agregátů, vstřikovací trysky apod. Přitom nelze pro tyto součásti volit materiál, který by měl dostatečnou odolnost proti opotřebení, nebol současně s tímto druhem namáhání je součást zpravidla vystavena dalším namáháním, např. koroze-dynamické namáhání-účinky vysokých teplot apod. Při výrobě součástí z materiálu, který naopak vyhovuje z hlediska.dynamického namáhání nebo z Jiných hledisek Je nízká životnost těchto součástí právě z důvodu opotřebení abrazi nebo erozí. V praxi se toto dilema do Jisté míry řeší jinými způsoby, které Jsou více či méně úspěšné. Duté součásti větších průměrů se navařuji nebo odlévají Jako bimetaly. U menších průměrů, které nelze vyrábět Jako bimetaly, ani Je nelze vzhledem k Jejich malému průměru navařovat, se zpravidla používají různé typy tepelného, popř. chemickotepelného zpracování, galvanické povlaky, vložkování apod. Někdy se tyto součásti vyrábějí i jako dělené a po navaření povrchu se svaří nebo spoji Jiným způsobem, např. pájením, vlisovánim do zděře apod. Jiný způsob řešeni Je popsán v popise vynálezu k čs. autorskému osvědčeni č. 265 723, podle níž se poměrně složitým způsobem za využití klasického a explozivního navařováni vyrobí dutá součást s vnitřním tvrdým povrchem a vložkou, ktorá se dále odvrtá. Všechny uvedené dosud zkoušené způsoby ochrany vnitřních povrchů dutých těles, a to zejména těles o malém vnitřním průměru, mají však některé podstatné nevýhody, např. vykazuji vysokou zmetkovitost při výrobě, nesplňuji všechny požadavky současně, např. odolnost proti erozivnímu opotřebení při současné odolnosti proti vysokým teplotám; dále: vytvářené vrstvy jsou příliš tenké nebo se odlupuji, jejich aplikace vyžaduje materiál o Vhodném chemickém složeni, jejich výroba je pracná a nákladná. To platí zejména o výrobě takových diloů dělením v podélné ose, pancéřováním jejich vnitřního průměru a následným spojením, anebo i o explozivním navařováni.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob nanášení ochranné vrstvy na vnitřní povrch dutých těles, zejména těles o malém vnitřním průměru, Jejichž vnitřní povrch musí mit zvýšenou odolnost vůči erozi, abrazi, adhezl, korozi, dynamickému namáháni a vysokým teplotám, a to pomoci Jádra ve tvaru tyče nebo trubky o vnějším průměru rovném nebo menším, než Je požadovaný vnitřní průměr dutého tělesa. Podstata vynálezu spočívá v tom, že jádro se vloží do dutého tělesa a prostor mezi jádrem a vnitřním povrchem dutého tělesa se vyplní ochrannou vrstvou. Potom se celá sestava Jednostranně utěsní a ve svislé poloze ohřeje na teplotu o 1 až 100 °C vyšší, než je teplota solidu ochranné vrstvy, a to po dobu od 0,1 do 10 hod. Po pomalém ochlazeni se Jádro z dutého tělesa odstraní. Podstatou vynálezu dále Je, že sestava jádro-oobranná vrstva-duté těleso se opatří pláštěm. Rovněž je podstatou vynálezu to, žp oohranná vrstva se nanese na jádro v tloušlce umožňující vsunuti jádra do dutého tělesa, nebo, podle dalšího význaku, se ochranná vrstva ve formě prášku nasype v přebytku do mezery mezi vnitřním povrchem dutého tělesa a vnějším povrchem jádra.

Způsob lze použít i při vytváření vnitřních povrchů v dutých tělesech vyrobených z materiálu o stejné nebo nižší taviči teplotě, než je taviči teplota nanášené vrstvy. V tomto případě je vhodné fixovat i vnější tvar dutého tělesa pomocí pláště a podložky. Délka jádra ve tvaru tyče nebo trubky s nanesenou ochrannou vrstvou Je s výhodou větší než délka vrstvy, která se má nanést v dutém tělese, a to Jednak z důvodu vymezení zmíněné vůle, Jednak z důvodu objemové změny, která nastává při přetaveni nanesené vrstvy. Podsunutí Jádra s nanesenou vrstvou do dutého tělesa se ve svislé poloze, s utěsněnou stranou vespod, tato sestava ohřeje na tavioi teplotu nanesené vrstvy, která dokonale vyplní mezeru mezi dutým tělesem a tyčí nebo trubkou a vytvoří difuzní nebo metalurgický 'spoj s dutým pancéřovaným tělesem. Jádro se potom odstraní. Tentýž efekt vznikne při

CS 269 616 Bl použití postupu, kdy se návarový materiál nenanáší na Jádro, ale v přebytku se nasype ve formě prážku do mezery mezi Jádrem a vnitřním povrchem dutého tělesa. Řada zkoušek ukázala, že Je výhodná používat k ohřevu vakuová peoe nebo pece s ochrannou atmosférou, ale že

Je možné praoovat i a tepelným gradientem, pohybujícím se podél dutého tělesa podobně Jako při zónové rafinaoi, přičemž menší průměry lze ohřívat i pouhým hořákem.

Výhodou způsobu podle vynálezu Je vytvoření kvalitního vnitřního povrchu, difuzně nebo metalurgicky spojeného 3 vnitřním povrchem nového nebo opotřebeného dutého tělesa, např. trysek, a to i v Jinak těžko přístupných místech. Důsledkem toho Je mnohonásobné zvýšení životnosti těchto dutých těles, přičemž jsou splněny požadavky na odolnost proti všem druhům opotřebení současně. Dalěí výhody spočívají v Jednodušší a efektivnější výrobě, menší zmetkovitosti a větší bezpečnosti práce.

Způsob nanášení ochranné vrstvy na vnitřní povrch dutých těles je objasněn v následujících příkladech a na výkresech, kde je v podélném řezu znázorněno na obr. 1 duté těleso se vsunutým Jádrem opatřeným ochrannou vrstvou, na obr. 2 duté těleso s Jádrem opatřeným ochrannou vrstvou a fixované pomocí pláště k podložce, obr. 3 znázorňuje způsob nanesení ochranné vrstvy ve formě prášku u dutého tělesa fixovaného pláštěm a obr. 4 znázorňuje tentýž způsob, avšak u dutého tělesa bez pláště.

Příklad 1

Bylo vyrobeno ocelové pouzdro pro dopravu hydrosměsí; vnější průměr 33 mm, vnitřní průměr 20 mm, délka 250 mm, tloušťka tvrdé otěruvzdorné vrstvy na vnitřním povrchu 1 mm.

Do dutého tělesa 1 (obr. i), vyrobeného z oceli, ve tvaru trubky o vnějším průměru 33 mm, vnitřním průměru 22 mm, délce 260 tma, bylo Vsunuto Jádro 2 vyrobené ze stejného materiálu ve tvaru trubky o vnějším průměru 20 mm, vnitřním průměru 16 mm a délce 300 tam, na Jehož vnější povrch byla pomooí plamenného hořáku nanesena ochranná vrstva 3 otěruvzdorné slitiny o složení 0,35 hmot, uhlíku, 10 hmot, chrómu, 2,5 í hmot, boru, 4 hmot, křemíku, 0,3 % hmot, mědi, 2 % hmot, železa, zbytek nikl, a to v tloušťce cca 0,5 mm. Sestava duté těleso 1 a jádro 2 s ochrannou vrstvou 3 byla na Jedné straně utěsněna těsněním 6 a ve svislé poloze, s utěsněnou stranou vespod, vložena do vakuové pece a ohřátá na teplotu 1 100 °C po dobu 0,5 hod., potom následovalo malé ochlazování. Po vychladnutí sestavy bylo Jádro 2 odstraněno a zarovnána délka dutého tělesa J_.

Příklad 2

Byla vyrobena měděná tryskapro dopravu kyslíku a praohového vápna; vnější průměr 33 mm, vnitřní průměr 20 mm, délka 200 mm, tlouěťka tvrdé otěruvzdorné vrstvy na vnitřním povrchu 1 mm.

Do dutého tělesa 1 (obr. 2), vyrobeného z mědi, ve tvaru trubky o vnějším průměru 33 mm, vnitřním průměru 22 mm, délce 200 mm, bylo vsunuto jádro 2, vyrobené z oceli, ve tvaru tyče o vnějším průměru 20 mm a délce 230 mm. Po celé délce povrchu jádra 2 byla pomooí plazmového hořáku nanesena ochranná vrstva 3 otěruvzdorné slitiny o složení 1 5° hmot, uhlíku, 17 hmot, ohromu, 3.5 % hmot, boru, 4,5 hmot, křemíku, 3 £ hmot, wolframu, zbytek nikl, a to v tloušťce 1,0 až 1,1 mm. Povrch jádra 2 byl pak přebroušen na průměr 21,95 ram. Utěsněná sestava byla fixována na podložku 5 pomooí pláště 4_ z oceli, ve tvaru trubky o vnějším průměru 36 mm, vnitřním průměru 33 mm a délce 220 mm, vložena do pece s ochrannou atmosférou argonu a ohřátá na teplotu 1 050 °C po dobu 0,5 hod. Další postup byl stejný Jako v příkladu 1.

Příklad 3

Byla vyrobena měděná tryska pro dopravu kyslíku a prachového vápna; vnější průměr 32 mra, vnitřní průraěr 20 mm, délka 200 mm, tloušťka tvrdé otěruvzdorné vrstvy na vnitřním povrchu 1 mm.

Do dutého tělesa 1 (obr. 3), vyrobeného z mědi, ve tvaru trubky o vnějším průměru 33 nra, vnitřním průměru 22 mm, déloe 200 mm, bylo vsunuto Jádro 2_ z oceli, ve tvaru

CS 269 616 B1 trubky o vnějším průměru 20 mm, vnitřním průměru 16 mm a déloe 230 mm. Duté těleso 1 s vloženým Jádrem 2 bylo utěsněno a fixováno na podložku 5 pomocí pláště 4 z oceli, ve tvaru trubky o vnějším průměru 36 mm, vnitrním průměru 33 mm a délce 220 mm. Po vycentrování byla mezi vnitřní povrch dutého tělesa 1 a jádro ^nasypána v přebytku ochranná vrstva 3_> tvořená slitinou ve formě prášku o složení 1 hmot, uhlíku, 17 % hmot, chrómu, 3,5 £ hmot, boru, 4,5 hmot, křemíku, 3 hmot, wolframu, zbytek nikl. Následovalo zahřátí ve vakuové peoi na teplotu 1 080 °C po dobu 0,5 hod.

Příklad 4

Forma pro lisování kameninových trub (obr. 4), o vnitřním průměru 200 mm, byla renovována následujícím způsobem:

Do opotřebená formy - dutého tělesa _1_, jehož vnitřní průměr byl zmenšen tak, aby v každém místě byl větší o 5 mm, než je příslušný požadovaný konečný rozměr, bylo vsunuto jádro _2, tvořené kameninovou trubkou, vyrobenou v nové formě. Jádro 2 bylo vystředěno a do mezery mezi jádro 2 a vnitřní povrch dutého tělesa 1 byla nasypána ochranná vrstva 3 renovační slitiny o složení 0,5 % hmot, uhlíku, 13 % hmot, chrómu, 2,5 % hmot, boru, 3 % hmot, křemíku, zbytek nikl, v homogenní směsi s karbidy wolframu v poměru 3 : 1. Sestava byla vložena do pece s inertní atmosférou argonu, ohřátá na teplotu 1 120 °C, žíhána 2 hodiny, následovalo pomalé ochlazení v peci. Potom byl renovovaný vnitrní povrch formy dohotoven-přebroušen.

Jak je patrné z posledního příkladu, lze způsob podle vynálezu použít rovněž k renovaoi opotřebených vnitřních povrchů již použitých dutých těles.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob nanášení ochranné vrstvy na vnitřní povrch dutých těles, zejména těles o malém vnitřním průměru, jejiOhž vnitřní povrch musí mít zvýšenou odolnost vůči erozi, abrazi, adhezi, korozi, dynamickému namáhání a vysokým teplotám,pomocí Jádra ve tvaru tyče nebo trubky o vnějším průměru rovném nebo menším, než je požadovaný vnitřní průměr dutého tělesa, vyznačující se tím, že jádro se vloží do dutého tělesa a prostor mezi jádrem a vnitřním povrchem dutého tělesa se vyplní ochrannou vrstvou, potom se celá sestava jednostranně utěsní a ve evislé poloze ohřeje na teplotu o 1 až 100 °C vyšší, než Je teplota solidu slitiny oohranné vrstvy, po dobu od 0,1 do 10 hodin, načež po pomalém ochlazení se Jádro z dutého tělesa odstraní.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že sestava jádro-oohranná vrstva-duté těleso se opatří pláštěm.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že ochranná vrstva v množství odpovídajícím požadovanému objemu se nanese na jádro.
4. 4. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že ochranná vrstva ve formě prášku se nasype v přebytku do mezery mezi jádrem a vnitřním povrchem dutého tělesa.