RU2529146C1

RU2529146C1 - Induction overlaying method

Info

Publication number: RU2529146C1
Application number: RU2013115617/02A
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Original assignee: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-09-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: induction overlaying method involves heating of the material being overlaid in the form of a charge and the surface being overlaid with the help of an inductor up to their joint melting. A hollow cylinder is preformed from the charge by glueing or sintering. The length of the hollow cylinder generatrix is equal to the length of the generatrix of the cylindrical surface being overlaid, and the external diameter is equal to the diameter of the internal cylindrical surface. Then the inductor and the cylinder formed from the charge are set inside the item. The item is rotated in the vertical plane around the longitudinal symmetry axis of the internal cylindrical surface. The inductor is switched on and the charge and the overlaid surface are molten together. The inductor is switched off and the rotation is continued up to the melt hardening. In the course of overlaying the item is rotated with the speed chosen so that to prevent the runoff of the melt, and the value of the internal diameter formed from the overlaid material of the cylinder is specified on the basis of the required thickness of the overlaid layer.

EFFECT: optimised overlaying process for internal cylindrical surfaces.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий.The invention relates to mechanical engineering and can be used to increase the wear resistance of the inner cylindrical surfaces of the products.

Известен способ индукционной наплавки, заключающийся в том, что на наплавляемую поверхность изделия наносят слой наплавляемого материала (например - в виде пасты или шихты) и подвергают их совместному разогреванию токами высокой частоты при помощи индуктора - до оплавления поверхности изделия и расплавления наплавляемого материала; после отключения индуктора и остывания изделия и наплавленного материала на изделии образуется наплавленный слой (см., например, «Аникин Н.А., Дробышевская И.И., Дудинов В.А. и др. Справочник для изобретателя и рационализатора. Предисл. Изд. 3-е испр. и доп. Москва-Свердловск, Мащгиз, 1962. 792 стр. с илл.», стр.543).There is a method of induction surfacing, which consists in the fact that a layer of deposited material is applied to the deposited surface of the product (for example, in the form of a paste or a charge) and subjected to their joint heating by high-frequency currents using an inductor until the surface of the product is melted and the deposited material is melted; after the inductor is turned off and the product and deposited material are cooled, a deposited layer forms on the product (see, for example, “Anikin N.A., Drobyshevskaya I.I., Dudinov V.A. et al. Handbook for the inventor and rationalizer. Foreword Ed. 3rd ed. And additional Moscow-Sverdlovsk, Mashgiz, 1962. 792 pp. With ill. ”, P. 543).

Недостаток данного способа состоит в том, что он неприемлем для наплавки цилиндрических поверхностей ввиду того, что наплавляемый материал не удерживается на этих поверхностях вследствие их кривизны; края наплавленных слоев получаются малой толщины, что требует повторения ряда процессов наплавок.The disadvantage of this method is that it is unacceptable for surfacing of cylindrical surfaces due to the fact that the deposited material is not held on these surfaces due to their curvature; the edges of the deposited layers are small in thickness, which requires the repetition of a number of surfacing processes.

В качестве прототипа взят способ индукционной наплавки цилиндрической поверхности по а.с. СССР №1794610, кл. В23К 13/01, опубл. 15.02.93 г., бюл. №6. Сущность его состоит в том, что на цилиндрическую поверхность детали наносят наплавляемый материал и обрабатывают их индуктором, причем на поверхности выполняют совокупность канавок, ориентированных на образующей поверхности, периодически ориентируют поверхность с расположением каждой канавки горизонтально в верхней части поверхности, заполняют канавки наплавленным материалом и обрабатывают их индуктором, после чего поверхность обрабатывают, срезая слой основного материала и наплавленного материала до проектного диаметра, причем первоначальный диаметр детали берут с припуском на чистовую обработку.As a prototype, a method of induction surfacing of a cylindrical surface according to a.s. USSR No. 1794610, class B23K 13/01, publ. 02/15/93, bull. No. 6. Its essence lies in the fact that the deposited material is applied to the cylindrical surface of the part and treated with an inductor, moreover, a set of grooves oriented on the forming surface is performed on the surface, the surface is periodically oriented with each groove located horizontally in the upper part of the surface, the grooves are filled with deposited material and processed their inductor, after which the surface is treated by cutting off the layer of the base material and the deposited material to the design diameter, and the initial diameter of the part is taken with a finishing allowance.

Недостаток прототипа состоит в том, что по данному способу перед непосредственной наплавкой необходимо выполнить в поверхности канавки для размещения в них наплавляемого материала, что нетехнологично; сам процесс наплавки требует значительных временных затрат, так как он осуществляется циклически для каждой отдельной канавки (наплавка и последующее охлаждение); кроме того, при данном способе наплавки наплавленный слой получается достаточно неоднородным вследствие того, что он состоит из отдельных наплавленных участков, это будет отрицательно сказываться на его эксплуатационных характеристиках.The disadvantage of the prototype is that according to this method, before direct surfacing it is necessary to perform grooves on the surface to accommodate the deposited material, which is not technologically advanced; the surfacing process itself requires considerable time, since it is carried out cyclically for each individual groove (surfacing and subsequent cooling); in addition, with this method of surfacing, the deposited layer is quite inhomogeneous due to the fact that it consists of separate deposited sections, this will adversely affect its performance.

Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей изделий и повышения качества наплавленного слоя.The invention solves the problem of optimizing the process of surfacing of the inner cylindrical surfaces of products and improving the quality of the deposited layer.

Это достигается тем, что способ индукционной наплавки включает нанесение на поверхность наплавляемого материала в виде шихты и нагревание индуктором материала и поверхности до их совместного расплавления, причем из шихты предварительно формируют, например, методом склеивания или спекания, полый цилиндр с длиной образующей, равной длине образующей цилиндрический поверхности, и с наружным диаметром, равным диаметру цилиндра, образованного поверхностью; сформированный цилиндр устанавливают внутрь цилиндрической полости, образованной цилиндрической поверхностью; устанавливают внутри индуктор; приводят изделие во вращение в вертикальной плоскости с совпадением оси вращения и продольной оси симметрии поверхности; включают индуктор; доводят сформированный цилиндр и поверхность до совместного расплавления; включают индуктор и продолжают вращение до затвердевания расплава, причем скорость вращения при наплавке выдерживают достаточной для предотвращения стекания расплава, а внутренний диаметр сформированного цилиндра выбирают из расчета получения требуемой толщины наплавленного слоя.This is achieved by the fact that the method of induction surfacing involves applying to the surface of the deposited material in the form of a charge and heating the material and the surface with the inductor to melt them together, and a hollow cylinder with a generatrix length equal to the generatrix length is preliminarily formed from the mixture, for example, by gluing or sintering a cylindrical surface, and with an outer diameter equal to the diameter of the cylinder formed by the surface; the formed cylinder is installed inside a cylindrical cavity formed by a cylindrical surface; install an inductor inside; bring the product into rotation in a vertical plane with the coincidence of the axis of rotation and the longitudinal axis of symmetry of the surface; include an inductor; bring the formed cylinder and surface to joint fusion; turn on the inductor and continue to rotate until the melt has solidified, and the surfacing speed during surfacing is kept sufficient to prevent melt runoff, and the inner diameter of the formed cylinder is selected based on obtaining the required thickness of the deposited layer.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: изделие 1, наплавляемая поверхность 2, направление вращения ω, ось вращения 3, цилиндр 4 из наплавляемого материала, толщина (С) наплавленного слоя, индуктор 5.The invention is illustrated by the drawing, which shows: product 1, deposited surface 2, direction of rotation ω, axis of rotation 3, cylinder 4 of the deposited material, thickness (C) of the deposited layer, inductor 5.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Изделие 1 с наплавляемой внутренней цилиндрической поверхностью 2 устанавливают в фиксатор (не показано) с возможностью их совместного вращения (ω) вокруг горизонтальной оси 3 с совпадением этой оси вращения с осью симметрии цилиндра, образованного поверхностью, внутрь цилиндра, образованного поверхностью, устанавливают предварительно сформированный из наплавляемого материала, например методом спекания или склеивания, полый цилиндр 4, имеющий наружный диаметр, равный диаметру цилиндра, образованного поверхностью, и внутренний диаметр, размер которого определяется из расчета требуемой толщины (С) наплавленного слоя. Внутрь цилиндра, образованного поверхностью, устанавливают индуктор 5; приводя изделие во вращение; включают индуктор, доводят наплавляемый материал и поверхность до их совместного расплавления; включают индуктор, продолжая вращение до застывания расплава.The proposed method is implemented as follows. A product 1 with a built-in inner cylindrical surface 2 is installed in a latch (not shown) with the possibility of their joint rotation (ω) around the horizontal axis 3 with the coincidence of this axis of rotation with the axis of symmetry of the cylinder formed by the surface, inside the cylinder formed by the surface, set previously formed from deposited material, for example by sintering or gluing, a hollow cylinder 4 having an outer diameter equal to the diameter of the cylinder formed by the surface and the inner diameter, the size of which is determined from the calculation of the required thickness (C) of the deposited layer. An inductor 5 is installed inside the cylinder formed by the surface; bringing the product into rotation; include an inductor, bring the deposited material and surface to their joint fusion; include an inductor, continuing rotation until solidification of the melt.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет производить наплавку внутренних цилиндрических поверхностей изделий; причем за счет вращения изделия (наличие центробежной силы) наплавленный слой имеет равномерную толщину по всей наплавляемой поверхности, что снижает затраты на обработку наплавленного слоя; кроме того, процесс наплавки осуществляется не циклически, а непрерывно, что способствует образованию равномерного и равнопрочного слоя и способствует, тем самым, повышению его триботехнических характеристик и износостойкости изделия в целом.Compared with the prototype, the proposed method allows surfacing of the inner cylindrical surfaces of the products; moreover, due to the rotation of the product (the presence of centrifugal force), the deposited layer has a uniform thickness over the entire deposited surface, which reduces the cost of processing the deposited layer; in addition, the surfacing process is carried out not cyclically, but continuously, which contributes to the formation of a uniform and equally strong layer and thereby contributes to an increase in its tribological characteristics and wear resistance of the product as a whole.

Claims

The method of induction surfacing of the mainly inner, cylindrical surface of the product, comprising heating the weld material in the form of a charge and a weld surface to be melted together by the inductor, characterized in that the hollow cylinder is formed from the charge by gluing or sintering, the length of which is equal to the length of the generatrix of the deposited cylindrical surface, and the outer diameter is equal to the diameter of the inner cylindrical surface, then an inductor and a spho a cylinder formed from a charge, the product is rotated in a vertical plane around the longitudinal axis of symmetry of the inner cylindrical surface, the batch and the deposited surface are jointly melted by the inductor, and after the inductor is turned off, they continue to rotate until the melt solidifies, and during the surfacing the product is rotated at a speed that prevents melt runoff , and the value of the inner diameter formed from the deposited material of the cylinder is set based on obtaining emoy thickness of the deposited layer.