RU2292985C2 - Способ изготовления биметаллических изделий - Google Patents
Способ изготовления биметаллических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292985C2 RU2292985C2 RU2005104092/02A RU2005104092A RU2292985C2 RU 2292985 C2 RU2292985 C2 RU 2292985C2 RU 2005104092/02 A RU2005104092/02 A RU 2005104092/02A RU 2005104092 A RU2005104092 A RU 2005104092A RU 2292985 C2 RU2292985 C2 RU 2292985C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bronze
- steel
- heating
- blank
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению биметаллических изделий с антифрикционным слоем системы сталь-бронза. На открытой поверхности стальной заготовки в пределах припуска формируют технологическую ванну. В объеме технологической ванны размещают флюс и бронзу в количестве, достаточном для наплавки. Заготовку нагревают до расплавления бронзы. Нагрев заготовки осуществляют ступенчато с температурной остановкой для прогрева заготовки по сечению. После расплавления бронзы и кратковременной выдержки заготовку медленно охлаждают до температуры закалки стали. Затем осуществляют быстрое охлаждение в масле. Нагрев заготовки и охлаждение до температуры закалки стали осуществляют в защитно-восстановительной среде. Технологическую полость ванны выполняют с толщиной стенки, обеспечивающей ее сквозное обезуглероживание. Обеспечивается повышение качества и снижение трудоемкости изготовления биметаллических изделий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению биметаллических изделий с антифрикционным слоем системы легированная сталь-бронза.
Известен способ получения биметаллических отливок наплавкой бронзы на открытые поверхности заготовки из стали Х12Ф1 (а.с. 435065, кл B 22 d 19/20), который состоит из следующих операций:
1. Наплавка бронзы на сталь, при которой в стальную форму закладывают диск из бронзы и деталь (наплавляемой поверхностью внизу): подготовленную сборку помещают в печь с защитной атмосферой и нагревают до температуры расплавления бронзы (1100°С).
2. Охлаждение биметалла с расплавленной бронзой, совмещенное с закалкой стальной части блока, при котором сборку погружают в проточную воду со стороны данной части формы, обеспечивая скорость охлаждения 25-30°С/с.
3. Отпуск - 2-, 3-кратный при 500-525°С для получения требуемой структуры стальной части заготовки.
Недостатки способа:
1. В данном случае в результате действия гравитационных сил в верхней части расплавленного металла (на границе с наплавляемой поверхностью) сосредотачиваются примеси, загрязнения. При охлаждении заготовки кристаллизация начинается с поверхности формы и ее фронт движется в направлении к наплавляемой поверхности, поэтому образовавшиеся в жидком металле дефекты остаются на металлизируемой поверхности, здесь же сосредотачиваются и усадочные дефекты. При последующей обработке более качественный слой наплавленного металла удаляется как припуск, а в рабочем слое остается менее качественный металл.
2. Охлаждение со стороны донной части не обеспечивает в стальной заготовке равномерной скорости охлаждения по ее высоте и, соответственно, получение однородной закалочной структуры, что требует проведение дополнительной термической обработки.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ наплавки при одновременной биметаллизации открытых и внутренних поверхностей (пат №1454600, В 23 К 9/04; В 22 D 19/00) БИ №4, 1989 г., при котором на открытой поверхности более тугоплавкой заготовки в пределах припуска формируют технологическую ванну, выполняют каналы, соединяющие открытую и внутренние наплавляемые поверхности. Во внутренние полости устанавливают формирующие стержни из хорошо обрабатываемых материалов, герметизируют зазор между формирующим стержнем и более тугоплавкой заготовкой в донной ее части, размещают в объеме технологической ванны флюс и наплавляют металл в количестве, достаточном для наплавки открытых и внутренних поверхностей, нагревают заготовку, расплавляя наплавленный металл, охлаждают собранный узел и удаляют формирующие стержни совместно с механической обработкой.
Недостатками данного способа являются:
1. Невозможность получения качественного биметаллического изделия при последующей закалке вследствие образования трещин в стальной части заготовки из-за больших напряжений возникающих при закалке.
Задача - получение качественных биметаллических изделий системы легированная сталь-бронза при снижении трудоемкости изготовления изделий.
Задача решается путем наплавки, при которой на открытой поверхности заготовки в пределах припуска формируют технологическую ванну, размещают в объеме технологической ванны флюс и наплавляемый металл в количестве, достаточном для наплавки, заготовку нагревают до расплавления наплавляемого металла и охлаждают, причем нагрев заготовки осуществляют ступенчато с температурной остановкой для прогрева заготовки по сечению, после расплавления наплавляемого металла заготовку медленно охлаждают до температуры, соответствующей температуре закалки стали и затем выполняют закалку в масле, при этом нагрев заготовки до расплавления наплавляемого металла и охлаждение до температуры закалки стали осуществляют в защитно-восстановительной среде, а формируемая технологическая ванна имеет толщину стенки, обеспечивающую ее сквозное обезуглероживание.
Ожидаемый технический результат - получение биметаллического изделия легированная сталь-бронза с прочностью биметаллического соединения на срез на уровне наплавляемой бронзы.
Сопоставимый анализ заявленного решения с прототипом показывает, что оно отличается от известного способом нагрева заготовки для наплавки и скоростью ее охлаждения. Предлагаемый способ нагрева выполняется в электропечи в защитно-восстановительной атмосфере и обеспечивает надежную защиту от окисления наплавляемой поверхности заготовки из легированной стали, и применяемой для наплавки бронзы, а также их качественное сращивание, в отличие от прототипа, в котором нагрев выполняется в соляной ванне без защитной атмосферы и может быть использован только для углеродистых сталей.
Предлагаемый способ нагрева имеет следующие преимущества перед описанным в прототипе. Нагрев в электропечи в защитно-восстановительной атмосфере обеспечивает надежную защиту от окисления наплавляемой поверхности заготовки и бронзы применяемой для наплавки, что сделало возможным производить наплавку бронзы на легированную сталь, например на сталь 38Х2МЮА. Защита осуществляется во всем интервале температур нагрева до расплавления бронзы, в процессе выдержки при расплавлении и последующем охлаждении до температуры закалки стали 38Х2МЮА (940-950°С) защитно-восстановительная среда совместно с расплавленным флюсом обеспечивает также качественное сращивание бронзы и легированной стали. Флюс рафинирует расплавленную бронзу, очищает от вредных примесей наплавляемую поверхность, обеспечивая высокое качество их сцепления. Равномерность нагрева заготовки и сохранение мелкозернистой структуры стали обеспечивается ступенчатым характером нагрева с выдержкой при температуре на 30-40°С выше Ас3 стали 38Х2МЮА и последующим ускоренным нагревом до температуры наплавки - 1100°С и минимальным временем выдержки.
Предлагаемый способ охлаждения биметаллической заготовки совмещен с закалкой ее стальной части. При этом после расплавления бронзы и кратковременной выдержки заготовку охлаждают до температуры закалки стали 38Х2МЮА (940-950°С) и после выдержки для выравнивания температуры по сечению заготовки выполняют охлаждение в масле таким образом, чтобы скорость охлаждения бронзового слоя была одинаковой, со скоростью охлаждения стальной части заготовки.
Преимущество предлагаемого способа охлаждения перед описанным в прототипе - 1) сохранение качественного биметаллического соединения, характеризующегося отсутствием трещин как в бронзовом слое, так и в стальной заготовке за счет ускоренного охлаждения изделия и использования технологической полости с толщиной стенки, обеспечивающей отсутствие в ней напряжений при выполнении закалки.
2. Снижение трудоемкости изготовления биметаллического изделия за счет совмещения процессов наплавки и закалки.
Способ реализован при изготовлении ротора гидронасоса из стали 38Х2МЮА с размерами: диаметр 76 мм, высота 65 мм. На наплавляемой поверхности заготовки 1 изготовлена технологическая ванна 2, со стенкой определенной толщины для размещения в ней высокотемпературного флюса и бронзы БрО10 (чертеж,а).
При использовании предлагаемого способа наплавляемый металл может быть в виде порошка, гранул, стружки, обрезков, т.е. иметь любую форму, и таким образом отпадает необходимость изготавливать элементы из наплавляемого материала в соответствии с размерами наплавляемой поверхности.
Нагрев заготовки производили в электропечи с защитно-восстановительной атмосферой ступенчато - с выдержкой при температуре 900°С для прогрева заготовки и последующий нагрев до температуры соответствующей температуре плавления бронзы 1100-1080°С. Выдержку проводили до полного расплавления бронзы. При этом в процессе нагрева заготовки происходит сквозное обезуглероживание стенки технологической ванны.
В процессе охлаждения биметаллического изделия до температуры закалки стали 38Х2МЮА (940-950°С) происходит кристаллизация бронзы и затвердевание флюса с образованием шлака 6, причем кристаллизация бронзы происходит в условиях, близких к равновесным, что исключает образование напряжений в слое (чертеж, б), а последующее охлаждение в масло обеспечивает получение качественного биметаллического соединения без трещин в наплавляемом слое 5 и стальной заготовке 1. Качество соединения оценивалось прочностью на срез, величина которой составила 270-280 МПа.
Claims (2)
1. Способ изготовления биметаллических изделий системы сталь - бронза путем наплавки, включающий формирование на открытой поверхности стальной заготовки в пределах припуска технологической ванны, размещение в объеме технологической ванны флюса и наплавляемого металла в количестве, достаточном для наплавки, нагрев заготовки до расплавления наплавляемого металла и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев заготовки осуществляют ступенчато с температурной остановкой для прогрева заготовки по сечению, после расплавления наплавляемого металла заготовку охлаждают медленно до температуры, соответствующей температуре закалки стали, а затем осуществляют быстрое охлаждение в масле, при этом нагрев заготовки и охлаждение до температуры закалки осуществляют в защитно-восстановительной среде.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологическую полость ванны выполняют с толщиной стенки, обеспечивающей ее сквозное обезуглероживание.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104092/02A RU2292985C2 (ru) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Способ изготовления биметаллических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005104092/02A RU2292985C2 (ru) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Способ изготовления биметаллических изделий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005104092A RU2005104092A (ru) | 2006-07-20 |
RU2292985C2 true RU2292985C2 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=37028615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005104092/02A RU2292985C2 (ru) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Способ изготовления биметаллических изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292985C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753362C1 (ru) * | 2020-11-11 | 2021-08-13 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Способ наплавки медных сплавов на сталь |
RU2765870C2 (ru) * | 2019-08-05 | 2022-02-04 | Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО "НИИМаш") | Способ соединения деталей и устройство для его осуществления |
RU2781867C1 (ru) * | 2022-04-19 | 2022-10-19 | Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" | Способ наплавки медного сплава на стальную деталь |
-
2005
- 2005-02-15 RU RU2005104092/02A patent/RU2292985C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2765870C2 (ru) * | 2019-08-05 | 2022-02-04 | Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО "НИИМаш") | Способ соединения деталей и устройство для его осуществления |
RU2753362C1 (ru) * | 2020-11-11 | 2021-08-13 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Способ наплавки медных сплавов на сталь |
RU2781867C1 (ru) * | 2022-04-19 | 2022-10-19 | Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" | Способ наплавки медного сплава на стальную деталь |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005104092A (ru) | 2006-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101954474B (zh) | 铜铅合金/钢双金属层状复合材料的制备方法 | |
CN104259438A (zh) | 铜钢双金属铸造改进技术 | |
CN104308123A (zh) | 铜钢双金属铸造应用技术 | |
CN103691909A (zh) | 一种铝/镁固液复合铸造成型方法 | |
RU2292985C2 (ru) | Способ изготовления биметаллических изделий | |
CN105441844A (zh) | 一种难变形高温合金铸锭的挤压开坯方法 | |
CN103741083A (zh) | 一种制备高性能大尺寸高精度铍铜管材的铸管坯轧制法 | |
RU2337158C2 (ru) | Способ производства биметаллических слитков | |
RU2637039C1 (ru) | Способ изготовления труб сваркой | |
CN104476128A (zh) | 一种高温合金管坯的制备方法 | |
CN110227809B (zh) | 一种锡基轴承合金的离心铸造工艺 | |
SU1454600A1 (ru) | Способ наплавки | |
CN102974804A (zh) | 表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法 | |
US20120132385A1 (en) | Method and Device for Remelting Metal in an Electric Furnace | |
RU2209841C2 (ru) | Способ литья металла | |
SU1704988A1 (ru) | Способ изготовлени биметаллических деталей | |
RU2753362C1 (ru) | Способ наплавки медных сплавов на сталь | |
RU2722844C1 (ru) | Способ производства литой многослойной заготовки | |
RU2058217C1 (ru) | Способ наплавки | |
EP4368385A1 (en) | Bimetallic composite material billet and preparation method thereof | |
CN117483722B (zh) | 一种双金属耐磨薄板的制造方法 | |
SU745592A1 (ru) | Способ изготовлени биметаллических отливок "сталь-бронза | |
CN101532100A (zh) | 铜合金耐磨材料及其制备方法 | |
SU980952A1 (ru) | Способ изготовлени биметаллических отливок системы сталь-сплав на основе меди | |
JPS609551A (ja) | 複合材の溶製方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070216 |