SU1026947A1

SU1026947A1 - Method of facing meatal onto parts

Info

Publication number: SU1026947A1
Application number: SU813364546A
Authority: SU
Inventors: Вадим Георгиевич Горенко; Петр Владимирович Русаков; Михаил Матвеевич Агеев; Сергей Гаврилович Рябошапка; Владимир Николаевич Зоц
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1981-10-05
Filing date: 1981-10-05
Publication date: 1983-07-07

Abstract

СПОСОБ НАПЛАВКИ.МЕТАЛЛА НА ДЕТАЛЬ, включающий подготовку поверхности детали, нагрев и заливку литейной форгла с деталью жидким металлом при включенном индукторе, о т и ч а ю щ и и с тем, что, с це- ; лью улучшени соединени наплавл емого металла с деталью и уменьшени уровн остаточных напр жений в приграничном слое, в период заливки жидкого металла, его затвердевани и охлаждени до температур перехода Металла из пластичного в упругое .состо ние на индуктор подают ток с частотой, большей резонансной частоты детали на 3-8%.METHOD OF SURFACING METAL ON A DETAIL, including the preparation of the surface of a part, heating and pouring of a foundry forgl with a part with liquid metal with the inductor switched on, so that with; To improve the joining of the weld metal with the part and reduce the level of residual stresses in the boundary layer, during the period of pouring the liquid metal, solidifying and cooling it to the transition temperature of the metal from ductile to elastic, the inductor supplies current with a frequency greater resonant frequency of the part by 3-8%.

Description

(Л(L

сwith

NDND

да :о 4 vj ; Изобретение относитс к литейному производству, в частности к наплавка и восстановлению леталей жидким металлом. Известен способ наплавки рабочих поверхностей деталей жидким металлом заключающийс в установке в форму за готовки, предварительно нагретой в вакууме, с последующей заливкой жидкого металла; в предварительной зачистке и офлюсовывакии наплавл емой поверхности, нагреве ее индуктором и заполнении полости жидким металлом; в наплавке рабочих поверх ностей электрошлаковым способом и ;др. И ; Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к :предлагаемому вл етс способ наплавки металла на деталь, заключающийс в том, что, с целью повышени качества наплавки за Счет бесконтактного возбуждени упругих колеба ний в жидком металле на поверхности наплавл емой детали, на электромагнитное поле высокой частоты накладьавают электромагнитное поле посто нного тока. Поверхность детали предварительно подготавливают к напЯавке , нагревают и заливают жидким металлом {jZj . К недостаткам данного способа на плавки следует отнести то, что прил жение электромагнитных полей высоко частоты и посто нного тока на жидкцК металл, наплавл емый на рабочую поверхность деталей не всегда оказы вает положительное вли ние на форми рование переходной зоны. Величины электромагнитных полей не ограничены по величине и поэтому в большей части их вли ние оказываетс недост точным дл воздействи на металлы с целью улучшени качества переходной зоны. Кроме того, приложение таких полей не оказывает заметного вли ни на снижение уровн остаточных напр жений в полученных биметаллических отливках. Цель изобретени - улучшение сое динени наплавл емого металла с деталью и уменьшение уровн остаточны напр жений в приграничном слое. Поставленна цель достигаетс те что в способе наплавки на деталь, включающем подготовку повер ности детали, нагрев ее и заливку литейной формы с размещенной в ней деталью жидким металлом при включен нoм индукторе, в период заливки жид кого металла, его затвердевани и охлаждени до температур перехода Металла из пластичного в упругое состо ние на индуктор-подают ток с частотой, большей резонансной частоты детали на 3-8%, Известно, что если проводить заливку жидкого металла в Форму и одновременно подавать на высокочастот ный индуктор ток, то под вли нием синусоидального высокочастотного электромагнитного пол жидкий металл получает колебательное движение относительно наплавл емой поверхности детали Это способствует очистке этой поверхности и улучшает сварку наплавл емого металла с основой. Предлагаемый способ наплавки деталей основан на том, что, прежде всего , в период заливки жидкого металла в форму на индуктор подаетс ток с частотой близкой к резонансной частоте наплавл емой детали. При этом происходит значительное повышение подвижности. Это способствует лучшей очистке наплавл емой поверхности и сцеплению с ней залитого металла. Рекомендаци по подводу резонансной частоты наплавл емой детали на 3-8% заключаетс в том, что в процессе затвердевани наплавл емого Металла резонансна частота увеличиваетс на величину равную 3-8% от величины резонансной частоты наплавленной детали. 3% вл ютс минимальной величиной, а 8% - максимальной величиной увеличени резонансной частоты детали. Если наплавл ема деталь сложной конфигурации, то каждый элемент детали имеет свою резонансную частоту. В этом случае следует использовать резонансную частоту наплавл емой поверхности детали. Дл уменьшени уровн остаточных напр жений в наплавленных детал х продолжают подавать на индуктор ток с резонансной частотой детали до температур перехода металла из пластичного в упругое состо ние. Так как дл наплавки деталей обычно используют сплавьз с большим коэффициентом термического расширени , чем основной металл, то в переходной зоне получаетс значительный уровень остаточных напр жений. При охлаждении деталей от температур затвердевани до температур перехода наплавленного сплава из пластичного в упругое состо ние и подводе к индуктору тока с частотой, соответствук дей резонансной частоте детали , наблюдаетс значительное снижение уровн напр жений, за счет повышенной подвижности атомов в наплавленном слое сплава и в переходной зоне. Если в таком режиме продолжать до полного охлаждени детали, то величина образующихс временных напр жений часто превышает предел прочное ти наплавленного сплава и в этом случае образуютс трещины. Поэтому прекращают подачу на индуктор тока с резонансной частотой детали при температуре перехода наплавленногоyes: about 4 vj; The invention relates to foundry, in particular, to surfacing and restoring liquid metal. There is a known method for surfacing working surfaces of parts with liquid metal, which consists of installing pre-heated vacuum in a mold, followed by pouring a liquid metal; in preliminary cleaning and fluxing of the weld surface, heating it with an inductor and filling the cavity with liquid metal; in surfacing working surfaces by the electroslag method and; others. And; The closest in technical essence and the achieved result to: the proposed method is the deposition of metal on the part, which consists in the fact that, in order to improve the quality of the weld deposition due to the non-contact excitation of elastic oscillations in the liquid metal on the surface of the weld part, frequencies impose a direct current electromagnetic field. The surface of the part is prepared in advance for naping, heated and poured with liquid metal {jZj. The disadvantages of this method for smelting are the fact that the application of high frequency electromagnetic fields and direct current to the liquid metal deposited on the working surface of parts does not always have a positive effect on the formation of the transition zone. The magnitudes of the electromagnetic fields are not limited in magnitude and therefore, for the most part, their influence is not sufficient to affect metals in order to improve the quality of the transition zone. In addition, the application of such fields does not have a noticeable effect on the decrease in the level of residual stresses in the resulting bimetallic castings. The purpose of the invention is to improve the connection of the deposited metal with the part and reduce the level of residual stresses in the boundary layer. The goal is achieved by those in the method of surfacing on the part, which includes preparing the surface of the part, heating it and pouring the mold with the part in it with liquid metal when the inductor is turned on, during the pouring of the liquid metal, its solidification and cooling to metal transition temperatures From plastic to elastic state on the inductor-current is supplied with a frequency greater than the resonant frequency of the part by 3-8%. It is known that if you pour the liquid metal into the Form and simultaneously feed the high-frequency inductor then Then under the influence of high-frequency sinusoidal electromagnetic field liquid metal gets oscillate about by this surface is fused parts This facilitates cleaning of this surface and improves the weld metal emogo is fused to the substrate. The proposed method of welding parts is based on the fact that, during the period of pouring the molten metal into the mold, a current is applied to the inductor with a frequency close to the resonant frequency of the weld part. When this happens a significant increase in mobility. This contributes to a better cleaning of the weld surface and the adhesion of the poured metal to it. The recommendation for supplying the resonant frequency of the weld piece by 3-8% is that during the solidification process of the weld metal, the resonance frequency increases by an amount equal to 3-8% of the resonant frequency of the weld piece. 3% is the minimum value, and 8% is the maximum increase in the resonant frequency of the part. If the weld part is of a complex configuration, then each element of the part has its own resonant frequency. In this case, you should use the resonant frequency of the weld surface of the part. In order to reduce the level of residual stresses in the deposited parts, a current with a resonant frequency of the part is still applied to the inductor up to temperatures of transition of the metal from plastic to elastic. Since fusion with a high thermal expansion coefficient than the base metal is usually used for surfacing, a significant level of residual stresses is obtained in the transition zone. When cooling parts from solidification temperatures to transition temperatures of the deposited alloy from ductile to elastic and supplying a current to the inductor with a frequency corresponding to the resonant frequency of the part, a significant decrease in the voltage level is observed due to the increased mobility of atoms in the weld layer of the alloy and in the transition zone. If this mode is continued until the part is completely cooled, then the magnitude of the resulting temporary stresses often exceeds the ultimate strength of the deposited alloy and in this case cracks are formed. Therefore, the supply of current to the inductor with the resonant frequency of the part at the transition temperature of the deposited

сплава из пластического в упругое состо ние.alloy from plastic to elastic state.

Исследование вли ни способа прототипа .и предлагаемого способа наплавки деталей на качество переходной зоны и уровень остаточных напр жений в наплавленных детал х проводили в услови х литейного цеха опытного производства ИПЛ АН Украин-ской ССР при восстановлении тракой гусеничных тракторов,В качестве.форм используетс спекающа с смеь, котора спекаетс от тепла, выдел емого нагретой поверхностью детали. Дл нагрева используют индуктор петлеобразной формы. Изменение частоты провод т регул тором типа РНТО.The study of the influence of the prototype method and the proposed method of surfacing parts on the quality of the transition zone and the level of residual stresses in the deposited parts was carried out under the conditions of the foundry workshop of the pilot production of the IPL of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR when restoring track-type tractors to a track. from the mixture that is baked from the heat generated by the heated surface of the part. A loop-shaped inductor is used for heating. Frequency change is carried out with a PNTO type controller.

Полученные результаты показывают, что по сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ наплавки деталей позвол ет получить переходную зону без дефектов и неспаев и уменьшить уровень остаточных напр жений в дeдaл з в зоне наплавки с 272-297 МПа до 129-141 МПа. Kpcwe того, установлено, что наплавку можно проводить без зачистки наплавл емой поверхности до металлического блеска и офлюсовывани ее. При приложении электромагнитного пол в течение всего охлаждени отливки до комнатной температуры в болыоинстве случаев в наплавл емом.сплаве образуютс микротрещины. Аналогичные результаты получены при наплавке деталей другой конфигурации.The obtained results show that, compared with the prototype method, the proposed method of welding parts allows to obtain a transition zone without defects and failures and reduce the level of residual stresses in section in the area of surfacing from 272-297 MPa to 129-141 MPa. Kpcwe also found that surfacing can be carried out without stripping the weld surface to a metallic sheen and fluxing it. When an electromagnetic field is applied during the entire cooling of the casting to room temperature, in most cases in the weld, microcracks are formed. Similar results were obtained when surfacing parts of a different configuration.

Экономический эффект от использовани предлагаемого способа составл ет 64,9-71,2 р на 1 т наплавл емых или восстанавливаемых деталей за счёт упрощени подготовки наплавл емой поверхности, ликвидации неспа20 .ев и дефектов в переходной зоне иThe economic effect of using the proposed method is 64.9-71.2 p per 1 ton of weld-on or remanufactured parts by simplifying the preparation of the weld surface, eliminating any spills and defects in the transition zone and

уменьшени уровн остаточных напр . жений в 1,8-2,1 раза.reducing the level of residual eg. 1.8-2.1 times.

Claims

METHOD FOR METAL FILLING ON · DETAIL, including preparing the surface of the part, heating and pouring the casting end with the part with molten metal with the inductor switched on, characterized in that, in order to improve the connection of the deposited metal with the part and reduce the level of residual stresses in the boundary layer, during the pouring of liquid metal, its solidification and Cooling to the transition temperature of the metal from plastic to elastic state, a current is supplied to the inductor with a frequency higher than the resonant frequency of the part by 3-8%.