RU2058217C1 - Method of depositing by welding - Google Patents

Method of depositing by welding Download PDF

Info

Publication number
RU2058217C1
RU2058217C1 RU93029059A RU93029059A RU2058217C1 RU 2058217 C1 RU2058217 C1 RU 2058217C1 RU 93029059 A RU93029059 A RU 93029059A RU 93029059 A RU93029059 A RU 93029059A RU 2058217 C1 RU2058217 C1 RU 2058217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
surfacing
workpiece
alloy
billet
heating
Prior art date
Application number
RU93029059A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93029059A (en
Inventor
Р.Н. Подшивалов
С.И. Фоминых
В.Н. Семенов
Л.Ф. Ковязин
Original Assignee
Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ
Акционерное общество "Пневмострой машина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ, Акционерное общество "Пневмострой машина" filed Critical Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ
Priority to RU93029059A priority Critical patent/RU2058217C1/en
Publication of RU93029059A publication Critical patent/RU93029059A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2058217C1 publication Critical patent/RU2058217C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: modifying alloy is applied on surface, that is prepared for depositing by welding. Heating of refractory blank is exercised till modifying alloy melting. Then the blank and mounted in it heated up to the temperature of solidus-liquidus depositing by welding metal are placed in die of stamp and stamped. EFFECT: improved quality of depositing by welding. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам наплавки антифрикционных материалов (латуни, бронзы) на высокопрочные, тугоплавкие заготовки из черных металлов с использованием процессов полужидкой горячей штамповки методами совместного или раздельного нагрева. The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods for surfacing antifriction materials (brass, bronze) on high-strength, refractory billets of ferrous metals using semi-liquid hot stamping processes using methods of joint or separate heating.

Технология может быть использована для защиты сложных внутренних и внешних поверхностей изделий машиностроения антифрикционными сплавами (крупногабаритные и малогабаритные блоки цилиндров аксиально-поршневых гидромашин, биметаллических элементов гидроаппаратуры, сложных по профилю подшипников скольжения и др.) и найдет широкое применение в строительном, дорожном машиностроении, дизелестроении, судостроении и авиационной технике. The technology can be used to protect complex internal and external surfaces of engineering products with antifriction alloys (large and small-sized cylinder blocks of axial piston hydraulic machines, bimetallic elements of hydraulic equipment, complex along the profile of sliding bearings, etc.) and will be widely used in construction, road machinery, and diesel engineering , shipbuilding and aircraft.

Способ наплавки особенно эффективен там, где требуются комбинированные методы производства биметаллических заготовок, например, для новой биметаллической конструкции стального блока аксиально-поршневой гидромашины, когда с точки зрения экономии дорогостоящих оловянистых бронз, снижения трудоемкости и повышения качества наплавки для наплавки сферы блока бронзой Бр 010С15Н2 используются известные способ наплавки или способ печной обработки в проходных печах "Малера" с защитной атмосферой, а для наплавки менее дефицитной латунью (основная масса наплавки) цилиндров блока может быть использован предлагаемый новый экономичный способ наплавки методом штамповки выдавливанием или полужидкой штамповки с совместным или раздельным нагревом тугоплавкой стальной заготовки и заготовки из латунного проката в виде трубы или проката сплошного сечения, что исключает литейный передел в общем цикле производства. The surfacing method is especially effective where combined methods for the production of bimetallic billets are required, for example, for the new bimetallic construction of a steel block of an axial-piston hydraulic machine, when from the point of view of saving costly tin bronzes, reducing the complexity and improving the quality of surfacing for surfacing the block sphere with bronze Br 010С15Н2 the known method of surfacing or the method of furnace treatment in Mahler continuous furnaces with a protective atmosphere, and for surfacing with less scarce brass (mainly I surfacing mass) of the cylinder can be used the proposed new economical way by welding extruding or semi forming a joint or separate heating of refractory steel billet and billet of a brass rolled into a tube or rolled solid section, which eliminates the foundry redistribution in the general production cycle.

Рассмотренный в качестве прототипа способ наплавки имеет следующие недостатки:
1. Трудность обеспечения требуемого уровня механических свойств тугоплавкой заготовки при высокотемпературной обработки (нагрев заготовки до температур 1050оС). Нагрев углеродистых сталей (Ст 45) свыше 950о приводит к росту зерна, резкому снижению механических свойств, что особенно опасно для блоков гидромашин, работающих при циклических нагрузках, больших давлениях, в условиях усталостного разрушения. Кроме того, как показали исследования, высокотемпературная наплавка бронзой создает "эффект Ребиндера" глубокое проникновение меди в межкристаллитное пространство стали. Это, с одной стороны, является полезным фактором, создавая высокопрочные, качественные соединения основы с покрытием, с другой значительно снижает прочность тонкостенных перемычек между цилиндрами блока ("надрывы" в поверхностном слое) работающих при давлении до 320 кг/см2 (а в перспективе до 450 кг/см2). Также необходимо учитывать и уменьшение толщины стальных перемычек за счет бронзового покрытия на 1 1,5 мм.
Considered as a prototype method of surfacing has the following disadvantages:
1. The difficulty in securing the required level of mechanical properties of a refractory workpiece at high temperature treatment (heating the preform to a temperature about 1050 C). Heating of carbon steel (St 45) of more than 950 leads to grain growth, a drastic reduction in the mechanical properties, which is especially dangerous for the hydraulic units operating under cyclic loading, high pressures, in terms of fatigue failure. In addition, studies have shown that high-temperature surfacing with bronze creates the "Rebinder effect", the deep penetration of copper into the intergranular space of steel. This, on the one hand, is a useful factor, creating high-strength, high-quality compounds of the base with the coating, on the other, it significantly reduces the strength of thin-walled jumpers between block cylinders ("tears" in the surface layer) operating at pressures up to 320 kg / cm 2 (and in the future up to 450 kg / cm 2 ). It is also necessary to take into account the decrease in the thickness of steel lintels due to the bronze coating by 1 1.5 mm.

2. Высокая трудоемкость и металлоемкость производства. В зависимости от типа гидромашины производятся блоки с 7 или 9 цилиндрами. Для выпускаемых в настоящее время блоков, в количестве 140 150 тыс./год, лишь на одном предприятии по технологии прототипа потребуется изготовить: 140 тысяч стальных стаканов для формирования технологических ванн и 820 тысяч металлических стержней с обработанными отверстиями для их центрирования и с последующей герметизацией зазора между стержнем и заготовкой качественной сваркой. Как показали эксперименты, один из надежных способов герметизации тугоплавкой заготовки от вытекания из нее цветного сплава при температурах 980 1150оС сплошная, качественная приварка стержней к заготовке в донной ее части. После расправления в тугоплавкой заготовке бронзы при температуре 1050 1100оС и ее охлаждения стальные стаканы и стержни перерабатываются в стружку.2. High complexity and metal production. Depending on the type of hydraulic machine, blocks with 7 or 9 cylinders are produced. For currently produced blocks, in the amount of 140 150 thousand / year, only one enterprise using the technology of the prototype will need to produce: 140 thousand steel glasses for forming process baths and 820 thousand metal rods with machined holes for centering and subsequent sealing of the gap between the rod and the workpiece by high-quality welding. Experiments have shown that one of the surest ways refractory sealing billet from escaping therefrom colored alloy at temperatures of 980 1150 ° C continuous, high-quality welding rod to the workpiece in the bottom portion thereof. After straightening in a refractory billet of bronze at a temperature of 1050 1100 о С and its cooling, steel glasses and rods are processed into shavings.

3. Сложность механизации и автоматизации процесса в крупносерийном производстве. Большое количество технологических процессов и операций по подготовке и сборке тугоплавкой заготовки к наплавке: сборка заготовки с формирующими стержнями, их центрирование, фиксация и последующая сварка, установка расплавляемой заготовки, графитовых, керамических крышек все это требует больших затрат ручного труда и трудно поддается механизации, что особенно необходимо в условиях крупносерийного производства. 3. The complexity of mechanization and automation of the process in large-scale production. A large number of technological processes and operations for the preparation and assembly of a refractory billet for surfacing: assembly of a billet with forming rods, their centering, fixing and subsequent welding, installation of a molten billet, graphite, ceramic covers all require a lot of manual labor and are difficult to mechanize, which especially necessary in conditions of large-scale production.

3. Невозможность получения по технологии прототипа биметаллических заготовок с наплавками из различных сплавов (латунь, бронза). По условиям работы блока (линейная скорость поршней 2 4 м/с, давление 100 200 н/см2) нет необходимости наплавлять цилиндры дорогостоящей, дефицитной, оловянистой бронзой, которая обеспечивает работоспособность блока в контакте сферы и распределителя. Поэтому на заводах используют латунные блоки с наплавкой, сваркой на сферу бронзы, как наиболее экономичный вариант. Если наплавка бронзы на сферу стальной заготовки по технологии прототипа и возможна (перегрев, рост зерна, снижение прочности стальной основы), то получение по технологии прототипа после бронзирования сферы латунной наплавки исключается по следующим причинам:
высокие температурные пределы плавления латуни (930 980оС) перекрывают широкий температурный интервал плавления бронзы;
отсутствие сцепления заливаемой латуни со стальной основой (зазоры);
брак при свободной плавке латуни (пузыри, раковины и т.д.).
3. The impossibility of obtaining, according to the technology of the prototype, bimetallic billets with surfacing from various alloys (brass, bronze). According to the operating conditions of the unit (linear piston speed 2 4 m / s, pressure 100 200 n / cm 2 ), it is not necessary to deposit the cylinders with expensive, scarce, tin bronze, which ensures the operability of the unit in contact between the sphere and the distributor. Therefore, the factories use brass blocks with welding, welding to the bronze sphere, as the most economical option. If the deposition of bronze on the sphere of steel billets according to the prototype technology is possible (overheating, grain growth, lowering the strength of the steel base), then obtaining the prototype technology after bronzing the sphere of brass surfacing is excluded for the following reasons:
high temperature limits of brass melting (930 980 о С) cover a wide temperature range of bronze melting;
lack of adhesion of the cast brass to the steel base (gaps);
defective brass free smelting (bubbles, shells, etc.).

Предлагаемый способ наплавки устраняет перечисленные недостатки. The proposed method of surfacing eliminates these disadvantages.

Цель изобретения разработка нового технологического процесса, позволяющего повысить качество наплавки и биметаллической основы, снизить трудоемкость и расход децифитного цветного металла (например, бронзы), устранение потерь при плавке цветного металла на угар, выплески, потерь на неточность дозировки вследствие исключения литейного передела. The purpose of the invention is the development of a new technological process that improves the quality of surfacing and a bimetallic base, reduces the complexity and consumption of non-ferrous non-ferrous metal (e.g. bronze), eliminates losses during the melting of non-ferrous metal for burning, splashes, losses due to inaccuracies in dosage due to exclusion of foundry processing.

Это достигается тем, что на очищенные и подготовленные наплавляемые поверхности предварительно наносят модифицирующий сплав, нагрев тугоплавкой, биметаллической заготовки ведут до оплавления модифицирующего сплава, после чего заготовку и нагретый до температур пластичности наплавляемый металл помещают в матрицу штампа и опрессовывают, что формирует при сравнительно невысоких температурах и давлении переходный слой, обеспечивающий сцепление и герметичность между стальной основой и наплавляемым металлом с использованием тепла соединяемых металлов. Сопоставительный анализ предлагаемого способа наплавки с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от прототипа новыми признаками:
1. На наплавляемые поверхности тугоплавкой заготовки наносится модифицирующий сплав. Нагрев заготовки ведут до оплавления модифицирующего сплава таким образом, чтобы при установке заготовки в штамп сохранялось расплавленное покрытие из модифицирующего сплава на наплавляемых поверхностях. Наплавка выполняется способом пластической деформации наплавляемого цветного металла (например, латуни) через промежуточный подслой модифицирующего сплава с использованием в определенном интервале температур, тепла пластически деформируемого металла и заготовки. Температура плавления модифицирующего сплава на 100 450оС ниже температуры солидуса наплавляемого металла, что позволяет в процессе запрессовки наплавляемого металла сохранять модифицирующий сплав в расплавленном состоянии и обеспечивать в процессе его охлаждения и кристаллизации надежное соединение наплавки с основой. При этом обеспечивается надежное заполнение сплавом всех зазоров, образующихся вследствие разности величин усадки наплавки при кристаллизации сплава и заготовки. Именно такой способ наплавки позволяет снизить уровень температурных режимов нагрева тугоплавкой заготовки и наплавляемого металла, что существенно снижает величины усадки разнородных материалов и внутренние напряжения в заготовке после запрессовки, а также позволяет наплавлять заготовки с бронзированными поверхностями (сфера блоков) без снижения эксплуатационных свойств бронзового покрытия. Например, нагрев бронзы Бр ОСН-10-2-3 выше 860 880оС приводит к растворению эвтектоида, бронзовый слой становится однофазным, что снижает его износостойкость.
This is achieved by the fact that the modified alloy is preliminarily applied to the cleaned and prepared surfaced surfaces, heating by refractory, bimetallic billets is carried out until the modifying alloy is melted, after which the billet and the deposited metal heated to plastic temperatures are placed in the die die and pressed, which forms at relatively low temperatures and pressure, a transition layer that provides adhesion and tightness between the steel base and the weld metal using heat frozen metals. A comparative analysis of the proposed method of surfacing with the prototype shows that the claimed method differs from the prototype with new features:
1. A modifying alloy is applied to the surfaced surfaces of the refractory billet. The preform is heated until the modifying alloy is melted in such a way that, when the preform is installed in the stamp, the molten coating of the modifying alloy is preserved on the surfaced surfaces. Surfacing is carried out by the method of plastic deformation of the deposited non-ferrous metal (for example, brass) through an intermediate sublayer of a modifying alloy using, in a certain temperature range, the heat of the plastic deformable metal and the workpiece. The melting point of the alloy modifier 100 450 C below the solidus temperature of the deposited metal, which allows the press-fitting process modifier to maintain weld metal alloy in a molten state and to ensure its cooling during crystallization and reliable connection with the deposition substrate. This ensures reliable filling of all the gaps formed by the alloy due to the difference in the shrinkage of the surfacing during crystallization of the alloy and the workpiece. It is this method of surfacing that allows to reduce the temperature regimes of heating a refractory billet and deposited metal, which significantly reduces the shrinkage of dissimilar materials and internal stresses in the billet after pressing in, and also allows surfacing of billets with bronzed surfaces (block sphere) without reducing the operational properties of the bronze coating. For example, heating bronze Br OCH above-10-2-3 860880 C. leads to the dissolution of eutectoid, bronze layer becomes single phase, which reduces its durability.

2. Низкотемпературный модифицирующий сплав состоит из взятых в определенных соотношениях элементов с широким интервалом кристаллизации (солидус) сплава олово-цинк, что дает возможность поддерживать сплав в жидком состоянии за весь период технологического цикла прессования и последующего плавного охлаждения опрессованной заготовки. Олово обеспечивает пластичность сплава и хорошие технологические свойства (при менее 30% олова сплав становится хрупким). Высокотемпературные добавки медь, никель увеличивают температуру плавления сплава (в соответствии с температурой нагрева заготовки под прессование), измельчают зерно, повышают механические свойства сплава. Возможно также с целью уменьшения коэффициента линейного расширения сплава модифицирование его специальными добавками (например, висмутом и др.). 2. The low-temperature modifying alloy consists of elements taken in certain ratios with a wide crystallization interval (solidus) of the tin-zinc alloy, which makes it possible to maintain the alloy in a liquid state for the entire period of the pressing cycle and subsequent smooth cooling of the pressed billet. Tin provides ductility of the alloy and good technological properties (with less than 30% tin, the alloy becomes brittle). High-temperature additives copper, nickel increase the melting point of the alloy (in accordance with the heating temperature of the workpiece for pressing), grind the grain, and increase the mechanical properties of the alloy. It is also possible to reduce the coefficient of linear expansion of the alloy by modifying it with special additives (for example, bismuth and others).

3. Металл подается под давлением на наплавляемые поверхности с использованием тепла наплавляемого металла и предварительно нагретой заготовки и, перемещаясь в полостях заготовки, равномерно выдавливает модифицирующий сплав при высоком давлении по направляемым поверхностям, обеспечивая надежное соединение ювенально чистых поверхностей наплавляемого сплава с основой и высокое качество переходного слоя (без пор, раковин). При этом модифицирующий сплав используется (оставаясь при принятых температурных режимах прессования в жидком состоянии) как смазка, снижая коэффициент трения наплавляемого металла о заготовку, увеличивая тем самым глубину заполнения сложных полостей тугоплавкой заготовки. Это дает возможность одновременной наплавки группы отверстий или глубоких полостей со сложным профилем. 3. The metal is supplied under pressure to the surfaced surfaces using the heat of the deposited metal and the preheated billet and, moving in the cavities of the billet, uniformly extrudes the modifying alloy at high pressure along the guided surfaces, providing a reliable connection of juvenously clean surfaces of the deposited alloy with the base and high quality transition layer (without pores, shells). At the same time, the modifying alloy is used (remaining at the accepted temperature conditions of pressing in a liquid state) as a lubricant, reducing the coefficient of friction of the deposited metal on the workpiece, thereby increasing the depth of filling of complex cavities of the refractory workpiece. This makes it possible to simultaneously deposit a group of holes or deep cavities with a complex profile.

4. При прохождении деформируемого металла по поверхностям, покрытым расплавленным модифицирующим сплавом, создается эффект "выглаживания", наклепа и упрочнения перемычек блока, что имеет существенное значение, так как балки работают в режиме усталостного нагружения. При этом улучшается структура латуни происходит вытяжка и дробление интерметаллидов, что повышает износостойкость латуни. Кроме того, повышается прочность латуни в поперечном направлении. Таким образом, из сопоставительного анализа новых признаков заявляемый способ наплавки соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого способа наплавки с другими техническими решениями показывает, что он имеет существенные отличия. 4. When a wrought metal passes over surfaces coated with a molten modifying alloy, the effect of “smoothing”, hardening, and hardening of the block jumpers is created, which is essential since the beams operate in the fatigue loading mode. At the same time, the structure of brass is improved, the extraction and crushing of intermetallic compounds occurs, which increases the wear resistance of brass. In addition, increases the strength of the brass in the transverse direction. Thus, from a comparative analysis of the new features of the inventive method of surfacing meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the proposed method of surfacing with other technical solutions shows that it has significant differences.

По сравнению с обычной штамповкой при принятом технологическом процессе стальная заготовка с покрытием из модифицирующего сплава и наплавляемым металлом используется как сменный разовый элемент штампа, что позволяет выполнить совмещенный технологический процесс наплавки и прессования за один цикл. Это повышает производительность, снижает трудоемкость и повышает стойкость и долговечность технологической оснастки. По сравнению с классической жидкой штамповкой предлагаемый технологический процесс исключает литейный передел в общем цикле производства (плавку цветного металла в печах ТВЧ неизбежен угар, потери на сплески; очистку металла от поверхностного флюса активированный уголь, шлаки и др. перед заливкой; дозирование металла из раздаточной плавильной печи специальные роботизированные устройства). В то же время предлагаемый процесс дает возможность использовать эффективную технологию жидкой штамповки, по предложенной схеме с учетом разработанной новой конструкции блока (имеется загрузочная полость) и, используя заготовку, с предварительно нанесенным высокотемпературным модифицирующим сплавом, как технологическую емкость, в которой осуществляется совместный нагрев и оплавление наплавляемого металла (например, латуни) до жидкокристаллического состояния ("каша") с последующей опрессовкой в штампе. В этом случае используется высокотемпературный модифицирующий сплав состава, медь 55; олово 20; цинк 24; никель 1 с температурой плавления 750 780оС.Compared with conventional stamping in the adopted technological process, a steel billet with a coating of a modifying alloy and a weld metal is used as a replaceable one-time stamp element, which allows for the combined technological process of surfacing and pressing in one cycle. This increases productivity, reduces labor intensity and increases the durability and durability of technological equipment. Compared with classical liquid stamping, the proposed technological process eliminates foundry redistribution in the general production cycle (fusion of non-ferrous metal in high-frequency furnaces is inevitable waste, splash losses; cleaning metal from surface flux activated carbon, slags, etc. before casting; dosing of metal from the melting distributor ovens special robotic devices). At the same time, the proposed process makes it possible to use an effective technology of liquid stamping, according to the proposed scheme, taking into account the developed new block design (there is a loading cavity) and, using a workpiece, previously applied with a high-temperature modifying alloy, as a technological vessel in which joint heating is carried out and fusion of the deposited metal (for example, brass) to a liquid crystalline state ("porridge"), followed by pressure testing in a stamp. In this case, a high-temperature modifying alloy composition is used, copper 55; tin 20; zinc 24; nickel 1 with a melting point of 750 780 about C.

Все сказанное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". Сущность предлагаемой технологической схемы наплавки приведена на чертеже. All of the above allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences". The essence of the proposed technological scheme of deposition is shown in the drawing.

На предварительно подготовленные офлюсованные внутренние наплавляемые поверхности 1 тугоплавкой заготовки 2 наносится модифицирующий сплав в виде плакирующего покрытия и заготовка из накопителя устанавливается на тактовый стол, с которого после контактного нагрева током промышленной частоты до температуры, превышающей в 1,1 1,8 раза верхнее значение интервала плавления модифицирующего сплава, схватом робота устанавливается с оптимальным зазором в охлаждаемую водой матрицу штампа 3. Одновременно другая заготовка 4 из наплавляемого металла с тактового конвейера печи схватом робота после нагрева до температуры солидуса-ликвидуса наплавляемого металла (например, для латуни ЛМЦ 58-3-1,5-1,5-1) 800 850оС устанавливается в полость заготовки 2 с ориентацией по рассекателю 5. Наплавка цветного сплава на внутренние поверхности тугоплавкой заготовки выполняется через кристаллизующийся модифицирующий сплав посредством пуансона 6. После выдержки под давлением (5 10 с), производится автоматический съем биметаллической заготовки толкателем 7 штампа. Разработанная технология позволяет исключить дорогостоящий литейный передел из цикла производства, повысить качество цветного металла и дает возможность использовать высокопроизводительные методы наплавки под давлением с использованием процессов как штамповки (без литья, используя загрузочную камеру заготовки). Кроме того, предложенный способ дает возможность наплавлять разнородные металлы (например, латуни и бронзы) на одну заготовку. Бронзовая наплавка из дефицитной, дорогостоящей оловянистой бронзы (например, Бр 010С 2Н3 или Бр012) на сферу блока, где требуется, исходя из условий работы, высокая прочность сцепления наплавки и высокие антифрикционные свойства (из-за худших показателей по износу латунь не может использоваться). Наплавка может выполняться на этом же штампе (по схеме сферой вверх) при сравнительно высоких уровнях нагрева заготовки (до 930 940оС) и с использованием высокопрочного модифицирующего сплава в композиции с флюсом (объем плавки металла незначителен 120 130 г бронзы на заготовку). Наплавку же цилиндров целесообразно выполнять менее дефицитной и сравнительно дешевой латунью по предложенному способу наплавки (основная масса наплавки), где условия работы скорость скольжения, прочность сцепления менее жесткие, чем для сферы блока. Тем более, что в разработанной новой конструкции биметаллического блока обеспечивается надежная фиксация латунной наплавки от сдвига осевыми силами и вращающего момента торцовая полость, ребра жесткости, радиальная проточка. Это позволяет существенно снизить уровень температурных режимов наплавки, использовать низкотемпературные модифицирующие сплавы, более технологичные в работе. При необходимости повышения прочности соединения латунной наплавки с основой разработан высокотемпературный сплав на медной основе и возможна дальнейшая отработка составов и сплавов с целью повышения их прочности и вибростойкости (например, медно-марганцевистые сплавы).A modifying alloy in the form of a cladding coating is applied to previously prepared fluxed internal surfaced surfaces 1 of the refractory billet 2 and the billet from the accumulator is installed on a clock table, from which after contact heating with an industrial frequency current to a temperature that exceeds 1.1 1.8 times the upper value of the interval the melting of the modifying alloy, the gripper of the robot is installed with an optimal gap in the die matrix 3 cooled by water. At the same time, another billet 4 of the deposited metal lla with clock robot gripper conveyor furnace after heating up to the solidus-liquidus temperature of the deposited metal (for example, brass LMTS 58-3-1,5-1,5-1) 800 850 ° C is set in the cavity of the blank 2 with the orientation of spargers 5 The non-ferrous alloy is surfaced on the inner surfaces of the refractory billet through a crystallizing modifying alloy by means of a punch 6. After holding it under pressure (5 10 s), the bimetallic billet is automatically removed by the pusher 7 of the stamp. The developed technology allows to exclude an expensive foundry redistribution from the production cycle, improve the quality of non-ferrous metal and makes it possible to use high-performance methods of surfacing under pressure using processes such as stamping (without casting, using the billet loading chamber). In addition, the proposed method makes it possible to deposit dissimilar metals (for example, brass and bronze) on a single workpiece. Bronze surfacing from scarce, expensive tin bronze (for example, Br 010С 2 Н 3 or Бр012) on the block sphere, where, based on the working conditions, it is required to have high adhesion strength of the surfacing and high antifriction properties (due to the worse wear indicators, brass cannot be used). Surfacing can be done on the same die (scheme sphere upwards) at relatively high levels preform heating (up to 930 940 ° C) and with high strength using a modifying alloy composition with a flux (the volume of metal melt is negligible 120,130 g bronze on the workpiece). It is advisable to carry out surfacing of the cylinders with less scarce and relatively cheap brass according to the proposed method of surfacing (the bulk of the surfacing), where the working conditions are sliding speed, adhesion strength are less stringent than for the block sphere. Moreover, the developed new design of the bimetallic block provides reliable fixation of brass surfacing from shear by axial forces and torque of the end cavity, stiffeners, radial groove. This allows you to significantly reduce the level of temperature conditions of surfacing, to use low-temperature modifying alloys, more technologically advanced in operation. If it is necessary to increase the strength of the connection of brass surfacing with the base, a high-temperature copper-based alloy is developed and further testing of compositions and alloys is possible in order to increase their strength and vibration resistance (for example, copper-manganese alloys).

Таким образом, разработанный технологический процесс состоит из следующих основных этапов (маршрутная технология):
1. Штамповка тугоплавкой заготовки из ст 4ОХ на автоматической линии штамповки, состоящей из кривошипно-шатунного пресса КО336 с механизированной подачей и выдачей заготовок с нагревом Т.В.Ч.
Thus, the developed technological process consists of the following main stages (route technology):
1. Stamping of a refractory billet from st 4OX on an automatic stamping line, consisting of a crank-crank press KO336 with mechanized feeding and delivery of billets with heating

Режим. Температура обработки: начало 1100±90оС, конец 940±20оС, штучное время 0,28 мин.Mode. Processing temperature: beginning 1100 ± 90 о С, end 940 ± 20 о С, piece time 0.28 min.

Штампуемая сфера, торцовая полость с ребрами, рассекатель. Поковка, по сравнению с прокатом, имеет более высокую прочность в поперечном направлении (что важно для блока), волокнистую, мелкозернистую структуру. Stamped sphere, end cavity with ribs, divider. Forging, in comparison with rolled products, has a higher strength in the transverse direction (which is important for the block), a fibrous, fine-grained structure.

2. Механическая обработка заготовки под наплавку. 2. Mechanical processing of the workpiece for surfacing.

токарная с ЧПУ обтачивание наружного диаметра, торца, проточка кольцевого паза (скорость резания 100 м/мин, подача 190 мм/мин, штучное время 2,4 мин);
агрегатная сверление отверстий цилиндров, снятие фасок (скорость резания 80 150 м/мин, подача 0,1 мм/мин, штучное время 2,6 мин).
turning with CNC turning of the outer diameter, end face, groove of the annular groove (cutting speed 100 m / min, feed 190 mm / min, piece time 2.4 min);
aggregate drilling of cylinder holes, chamfering (cutting speed 80 150 m / min, feed 0.1 mm / min, piece time 2.6 min).

3. Обезжиривание заготовок в струйной моечной машине щелочным раствором, промывка холодной, горячей водой, сушка. 3. Degreasing of workpieces in a jet washer with an alkaline solution, washing with cold, hot water, drying.

4. Нанесение флюса и модифицирующего сплава на наплавляемые поверхности напылением (заливкой). Промывка горячей водой. Сушка. 4. Application of flux and modifying alloy on the deposited surface by spraying (pouring). Flushing with hot water. Drying.

5. Оплавление модифицирующего сплава нагревом токами промышленной частоты. 5. Melting of the modifying alloy by heating with currents of industrial frequency.

Режим. Температура заготовки: начало 20оС, конец 850оС, штучное время 2 мин.Mode. The temperature of the preform: top 20 ° C, the end 850 C, piece-time 2 min.

6. Наплавка латунью штамповкой на прессе (или роторном автомате). 6. Surfacing with brass by stamping on a press (or rotary machine).

Режим. Температура латунной заготовки 800 850оС; температура стальной заготовки с покрытием из модифицирующего сплава 450 850оС; удельное давление штамповки (на металл) до 20 кг/мм2; выдержка под давлением 5 10 с; дно матрицы штампа нагревается спиралями до температур 250 350оС; боковые поверхности матрицы штампа охлаждаются водой, штучное время 1,4 1,7 мин.Mode. The temperature of the brass billet 800 850 about C; the temperature of the steel billet coated with a modifying alloy 450 850 about C; stamping specific pressure (per metal) up to 20 kg / mm 2 ; holding under pressure of 5 10 s; the bottom of the matrix die is heated to a temperature of 250 spirals 350 ° C; the lateral surfaces of the die die are cooled by water, piece time 1.4 1.7 min.

7. Окончательная механическая обработка блоков, ультразвуковой контроль качества наплавок на установке "ТИДЕ" (ФРГ). По предложенной технологии наплавки сокращается объем предварительной механической обработки заготовки (исключается операция фрезерования). 7. Final mechanical processing of blocks, ultrasonic quality control of surfacing on the installation "TIDE" (Germany). According to the proposed surfacing technology, the volume of preliminary machining of the workpiece is reduced (the milling operation is excluded).

Предложенный способ наплавки подтверждается следующими данными, обеспечивающими достижение цели. The proposed method of surfacing is confirmed by the following data, ensuring the achievement of the goal.

1. Повышение прочности тонких перемычек стальной заготовки блока вследствие их наклепа и упрочнения (вытяжка). 1. Increasing the strength of thin bridges of the steel billet of the block due to their hardening and hardening (hood).

2. Повышение качества наплавляемого металла вследствие улучшения структуры в процессе прессования (улучшенная мелкозернистая структура, вытяжка и дробление интерметаллидов, повышение прочности в поперечном направлении). 2. Improving the quality of the deposited metal due to improved structure during the pressing process (improved fine-grained structure, drawing and crushing of intermetallic compounds, increased strength in the transverse direction).

3. Снижение уровня температурных режимов обработки биметаллической заготовки снижает температурные напряжения и величину усадки различных материалов. Дает возможность получать комбинированные заготовки с различными сплавами. 3. A decrease in the temperature regime of processing a bimetallic billet reduces temperature stresses and the amount of shrinkage of various materials. It makes it possible to obtain combined billets with various alloys.

4. Снижается трудоемкость производства биметаллических заготовок за счет исключения литейного передела в общем цикле производства и уменьшение объема механической обработки. 4. The complexity of the production of bimetallic billets is reduced due to the exclusion of foundry redistribution in the general production cycle and a decrease in the volume of machining.

Применение в промышленности новой технологии наплавки позволит:
повысить качество стальной основы и наплавки биметаллической заготовки;
снизить трудоемкость и себестоимость производства;
автоматизировать технологический процесс;
расширить область применения наплавки (возможно получение заготовок с наплавкой различными антифрикционными сплавами).
Application of a new surfacing technology in industry will allow:
to improve the quality of the steel base and surfacing of the bimetallic billet;
reduce the complexity and cost of production;
automate the process;
expand the scope of surfacing (it is possible to obtain blanks with surfacing with various antifriction alloys).

К недостатку метода следует отнести невозможность наплавки хрупких материалов и если наплавленный материал обладает низкой пластичностью. The disadvantage of this method is the impossibility of surfacing of brittle materials and if the deposited material has low ductility.

Claims (3)

1. СПОСОБ НАПЛАВКИ, включающий нагрев тугоплавкой заготовки, предназначенной для наплавки, размещение наплавляемого материала в заготовке с предварительно установленными в ней одноразовыми формирующими стержнями, охлаждение заготовки и демонтаж стержней, отличающийся тем, что на поверхности заготовки, подготовленные для наплавки, наносят модифицирующий сплав, нагрев заготовки ведут до оплавления последнего, после чего заготовку с размещенным наплавляемым материалом, нагретым до температур солидус-ликвидус, помещают в матрицу штампа и опрессовывают. 1. METHOD OF FOAMING, including heating the refractory workpiece intended for surfacing, placing the deposited material in the workpiece with the disposable forming rods pre-installed in it, cooling the workpiece and dismantling the rods, characterized in that a modifying alloy is deposited on the surface of the workpiece prepared for surfacing, heating the preform is carried out until the latter is melted, after which the preform with the deposited deposited material heated to solidus-liquidus temperatures is placed in the die matrix and pressure test. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев тугоплавкой заготовки ведут до 450 850oС, а в качестве модифицирующего сплава используют состав, содержащий олово, цинк, медь и никель при следующем соотношении компонентов, мас.2. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the refractory preform is carried out to 450 850 o C, and as a modifying alloy using a composition containing tin, zinc, copper and nickel in the following ratio, wt. Олово 56,3 60,3
Цинк 37 39
Медь 0,7 1,0
Никель 2 4
с температурой плавления 360 450oС.
Tin 56.3 60.3
Zinc 37 39
Copper 0.7 1.0
Nickel 2 4
with a melting point of 360 450 o C.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что опрессовку в процессе наплавки осуществляют при удельном давлении на наплавляемый металл до 20 кг/мм2 при охлаждении заготовки с 850 до 450oС.3. The method according to claim 1, characterized in that the pressure testing in the welding process is carried out at a specific pressure on the weld metal up to 20 kg / mm 2 while cooling the workpiece from 850 to 450 o C.
RU93029059A 1993-06-10 1993-06-10 Method of depositing by welding RU2058217C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029059A RU2058217C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method of depositing by welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029059A RU2058217C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method of depositing by welding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93029059A RU93029059A (en) 1996-03-20
RU2058217C1 true RU2058217C1 (en) 1996-04-20

Family

ID=20142508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93029059A RU2058217C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method of depositing by welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2058217C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789618C1 (en) * 2022-04-01 2023-02-06 Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" Method for performing holes in parts with surface of reinforcing alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1454600, кл. B 22D 19/00, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789618C1 (en) * 2022-04-01 2023-02-06 Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" Method for performing holes in parts with surface of reinforcing alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102465294B (en) Method for carrying out laser-cladding on high-hardness nickel-based alloy material in large area
US4635701A (en) Composite metal articles
CN106862534A (en) One kind manufacture metallurgical binding ply-metal Processes and apparatus
GB2302695A (en) Cylinder liner of a hypereutectic aluminium/silicon alloy
Yu et al. Effects of molten aluminum on H13 dies and coatings
CN103521943B (en) The soldering preparation method of Al-Si-Cu alloy seamless flux-cored wire
CN105779861B (en) A kind of wear-resisting high vanadium nitrogen high-speed steel shaped roll and its manufacture method
CN111468720B (en) Method for manufacturing radial centralizing sliding bearing static ring
CN101091984A (en) Method for manufacturing stainless steel pipe
CN105316532A (en) Manufacturing method for aluminum alloy-steel double metal material used for sliding bearing of multilayer structure
CN105441844B (en) A kind of extrusion blooming method of male sportsman ingot casting
DE19807685C2 (en) Method for producing blanks of a cylinder liner consisting of a light metal alloy
CN107030113B (en) Large diameter steel pipe continuous casting and tandem rolling production method, composite steel tube continuous casting and tandem rolling production method, clad steel plate continuous casting and tandem rolling production method
RU2058217C1 (en) Method of depositing by welding
CN112517659A (en) Processing method of titanium alloy wire for plasma arc/electric arc additive manufacturing
CN104525945A (en) Laser 3D printing manufacturing method of sink roller shaft sleeve bearing bush
WO2020165489A1 (en) Method for the manufacture multimaterial roll and the multimaterial roll
CN114535933B (en) Manufacturing method of high-stress self-tightening copper-steel composite wear-resistant shaft sleeve
CN1274432C (en) Rolling method and apparatus for combining liquid-solid dissimilar metals
CN111360232B (en) Manufacturing method of composite cutting pick and composite cutting pick
US5230382A (en) Process of producing individual eccentric cams from cast metal
CN1125649A (en) Electroslag casting guide blade technological process and equipment
RU2292985C2 (en) Bimetallic artice producing method
Chadwick The hot extrusion of non-ferrous metals
CN110129792B (en) Method and device for preparing composite pipe/coating by full-liquid stirring and semi-solid stirring coating method