SU1743750A1

SU1743750A1 - Method for repairing metal pieces

Info

Publication number: SU1743750A1
Application number: SU904777833A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Кудинов; Виктор Васильевич Яковлев; Леонид Владимирович Буланов; Юрий Иванович Барышников
Original assignee: Производственное объединение "Уралмаш"
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Использование: восстановление наплавкой роликов и валков прокатного и металлургического оборудовани . Сущность изобретени : деталь помещают в форму с зазором, заполн ют зазор присадочным материалом и порошком, форму герметизируют и осуществл ют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивани детали присадочным сплавом с последующим охлаждением , после чего форму удал ют, В качестве присадочного сплава используют проволоку из легкоплавкого сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепл ют на ней, а в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок на основе окислов металлов, а после охлаждени этот порошок удал ют.Use: restoration by welding of rollers and rolls of rolling and metallurgical equipment. SUMMARY OF THE INVENTION: The part is placed in a mold with a gap, the gap is filled with an additive material and powder, the mold is sealed and heated without air access to the wetting temperature of the component with an alloy alloy, followed by cooling, after which the mold is removed. a copper-based low-melting alloy, which is wound on the surface of the part and fixed on it, and a powder based on ca. metals words, and after cooling, the powder was removed.

Description

слcl

сwith

Изобретение относитс к области сварки , в частности к восстановлению наплавкой роликов и валков металлургического оборудовани .The invention relates to the field of welding, in particular, to the restoration by welding of rollers and rolls of metallurgical equipment.

Известны способы восстановлени поврежденных поверхностей деталей наплавкой лентой под слоем флюса или проволокой в среде углекислого газа. Незначительное проплавление основного металла приводит к тому, что оставшиес в нем трещины служат опасными инициаторами разрушени , снижающими надежность и ресурс работы восстановленной детали.Methods are known for restoring damaged surfaces of parts by surfacing a tape under a layer of flux or wire in a carbon dioxide atmosphere. A slight penetration of the base metal leads to the fact that the cracks remaining in it serve as dangerous initiators of destruction, which reduce the reliability and service life of the restored part.

Наиболее близким техническим решением , выбранным в качестве прототипа, вл етс способ наплавки, включающий установку наплавл емой детали в форму с Зазором, заполнение формы порошкообразным материалом, нагрев без доступа воздуха до температуры смачивани егоThe closest technical solution, chosen as a prototype, is a method of surfacing, including the installation of the weld piece in a mold with a gap, filling the mold with a powdered material, heating without air access to its wetting temperature.

жидким дисперсионно-твердеющим сплавом с последующим старением, причем смачивание осуществл етс путем установки наплавл емой детали с формой в отдельной ванне с дисперсионно-твердеющим сплавом . Однако порошкообразный материал, смачива сь дисперсионно-твердеющим сплавом, образует износостойкое композиционное покрытие и служит наращиванию геометрических размеров издели , а не способствует проникновению жидкого сплава в поверхностные трещины наплавл емого издели , то есть не залечивает дефектную по- верхность. Кроме того, получаемое покрытие взаимодействует с металлом формы , которую приходитс удал ть стачиванием на станке, что- обусловливает дополнительные затраты.liquid dispersion-hardening alloy with subsequent aging, and wetting is carried out by installing the weld part with the form in a separate bath with a dispersion-hardening alloy. However, a powdered material, wetted by a dispersion-hardening alloy, forms a wear-resistant composite coating and serves to increase the geometric dimensions of the product, and does not contribute to the penetration of the liquid alloy into the surface cracks of the weldable product, that is, it does not heal the defective surface. In addition, the resulting coating interacts with the metal of the mold, which must be removed by grinding on the machine, which causes additional costs.

Целью изобретени вл етс повышение ресурса работы восстановленных детаXIThe aim of the invention is to increase the service life of the restored parts.

NN

со VJ с оwith VJ from about

лей, преимущественно роликов и валков, путем капилл рного залечивани трещин разгара и снижение трудозатрат.Lei, mainly rollers and rolls, by capillary healing of high-level cracks and reduction of labor costs.

Указанна цель достигаетс тем, что в известном способе ремонта деталей, при котором деталь помещают в форму с зазором , заполн ют зазор присадочным сплавом и порошком, форму герметизируют и осуществл ют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивани детали приса- дочным сплавом с последующим охлаждением , затем форму удал ют, новым вл етс то, что в качестве присадочного сплава используют проволоку из легкоплавкого пластичного сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепл ют на ней. Новым вл етс также то, что в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок на основе окислов метал- лов, который после охлаждени удал ют.This goal is achieved by the fact that in a known method of repairing parts, in which a part is placed in a mold with a gap, the gap is filled with a filler alloy and powder, the mold is sealed and heated without access to air to the wetting temperature of the part with an extra alloy with subsequent cooling, then the mold is removed; a new one is that a wire of a low-melting ductile plastic alloy based on copper is used as a filler alloy, which is wound onto the surface of the part and fixed on it. New is also the fact that, as a powder, a metal oxide powder that is not wettable with respect to the alloying alloy is used, which is removed after cooling.

Эти отличи от прототипа позвол ют сделать вывод о соответствии за вл емого технического решени критерию новизны. В результате анализа технических решений в данной и смежных област х техники на предмет соответстви изобретени критерию существенных отличий было вы влено следующее. Навивка проволоки на бочку валка или ролика известна, но примен етс она в качестве элемента конструкции, а не технологического процесса. Таким образом, присутствие такого признака, как навивка на деталь проволоки с целью ее расплавлени и капилл рного заполнени трещин на восстанавливаемой поверхности в известных технических решени х обнаружено не было. Не было обнаружено и примеров использовани инертного тугоплавкого наполнител на основе окислов металлов в качестве несмачиваемой расплавом легкоплавкого сплава подпорной стенки при наплавке автовакуумным способом.These differences from the prototype allow us to conclude that the claimed technical solution meets the novelty criterion. As a result of the analysis of technical solutions in this and related fields of technology in order to meet the invention, the criterion of significant differences revealed the following. The winding of a wire on a roll barrel or roller is known, but it is used as a structural element, and not as a process. Thus, the presence of such a feature as winding onto a part of a wire in order to melt it and capillary fill the cracks on the surface to be repaired in the known technical solutions was not found. No examples were found of using an inert refractory filler based on metal oxides as a non-wettable melt of a low-melting alloy retaining wall during surfacing using an auto-vacuum method.

Результат анализа известных технических решений позвол ет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа ремонта деталей критерию существенные отличи The result of the analysis of the known technical solutions allows to conclude that the proposed method of repair of parts complies with the criterion of significant differences.

Способ осуществл етс следующим образом . Валок или ролик, вышедший из стро по причине образовани на его поверхности сетки разгарных трещин, очищают от загр знений , наматывают на его поверхность проволоку на основе меди круглого, пр моугольного или другого профил полого или сплошного сечени , закрепл ют и помещают в форму с зазором. Донна часть формы заглушена и имеет слой порошка на основе окислов металлов. Зазор между роликом или валком и стенками формы заполн етс The method is carried out as follows. A roller or a roller that has failed because of the formation of high-resolution cracks on its mesh surface is cleared of contamination, a copper-based copper wire of round, rectangular or other hollow or solid section is wound onto its surface, fixed and placed in a mold with a gap . The bottom part of the form is muffled and has a layer of powder based on metal oxides. The gap between the roller or roller and the walls of the mold is filled

доверху порошковым наполнителем, который затем уплотн етс . После этого форму закрывают крышкой, герметизируют и помещают в нагревательную печь. Нагрев ведут до температуры 1150°С, то есть до температуры смачивани стальной основы медным сплавом. После 2,5 ч изотермической выдержки производ т охлаждение, удал ют крышку, порошковый наполнитель и извлекают ролик.brimmed with powder filler, which is then compacted. After that, the form is closed with a lid, sealed and placed in a heating furnace. Heating is conducted to a temperature of 1150 ° C, i.e., to the wetting temperature of the steel base with a copper alloy. After 2.5 hours isothermal aging, cooling is performed, the lid, powder filler are removed, and the roller is removed.

Режим нагрева без доступа воздуха создает оптимальные услови дл самоочистки поверхностей стальной основы, в том числе и поверхностей трещин, а также дл смачивани стального ролика легкоплавким медным сплавом. Известно, что при совершенном смачивании уменьшающиес трещины-капилл ры хорошо заполн ютс жидким металлом. Благодар тому, что взаимодействие расплава и твердой фазы сопровождаетс взаимным растворением, распространени трещины вглубь металла не происходит. Кроме того, экспериментами было установлено, что сплавы на основе меди обладают наименьшей способностью к насыщению железом и склонностью к разгару .The heating mode without air access creates optimal conditions for self-cleaning of the surfaces of the steel base, including the surfaces of cracks, as well as for wetting the steel roller with a low-melting copper alloy. It is known that with perfect wetting, diminishing capillary cracks are well filled with liquid metal. Due to the fact that the interaction of the melt and the solid phase is accompanied by mutual dissolution, the crack does not propagate deep into the metal. In addition, experiments have found that copper-based alloys have the lowest ability to saturate with iron and a tendency to swing.

Роль порошкообразного наполнител на основе окислов металлов заключаетс в следующем. Поскольку он не смачиваетс жидким расплавом на основе меди, то его распространение вглубь порошка не происходит . Таким образом, наполнитель служит дл удержани и гарантированного подведени расплава к поверхност м детали и трещинам на ней. Кроме того, порошок на основе окислов- металлов не реагирует и с формой, что исключает операцию удалени ее при помощи станка. Порошок просто вытр хивают из формы и извлекают восстановленную деталь. Это значительно снижает трудозатраты.The role of the powdered filler based on metal oxides is as follows. Since it is not wetted by a copper-based liquid melt, it does not spread into the powder. Thus, the filler serves to hold and secure the molten melt to the surfaces of the part and the cracks in it. In addition, the powder on the basis of oxides-metals does not react with the form, which excludes the operation of removing it with a machine. The powder is simply wiped out of the mold and the recovered part is removed. This significantly reduces labor costs.

Итак, услови , создаваемые при автовакуумной наплавке - использование навитой на поверхность детали проволоки на основе меди, а также применение порошкообразного наполнител на основе окислов металлов - все это служит достижению поставленной цели и обеспечивает техническому решению соответствие критерию положительный эффект.So, the conditions created by autovacuum surfacing - the use of copper-based wire wound on the surface, as well as the use of powdered filler based on metal oxides - all this serves the achievement of the goal and provides the technical solution with a positive effect.

Предлагаемое техническое решение провер ли на роликах диаметро.м 300 мм и длиной 1535 мм дл установки непрерывной разливки стали Череповецкого металлургического комбината. Ролики из стали 20Х2М. На токарном станке на поверхность ролика была осуществлена навивка проволоки диаметром 2 мм из меди марки М01, после чего jponMK поместили в форму из малоуглеродистой стали, а свободное пространство заполнили электрокорундом белым гранул ции 0,25-0,45 мм. Ударами пневмоин- струмента порошок корунда уплотнили. Форму закрыли крышкой и герметично заварили ее. Затем поместили в печь и нагрели до температуры 1150°С. После изотермической выдержки в течение 2.5 ч ролик охладили, удалили крышку, вытр хнули порошковый наполнитель и извлекли ролик .The proposed technical solution was checked on rollers with a diameter of 300 mm and a length of 1535 mm for the installation of continuous casting of steel at the Cherepovets Metallurgical Combine. Rollers from steel 20X2M. On a lathe, a wire with a diameter of 2 mm of copper grade M01 was rolled onto the surface of the roller, after which jponMK was placed in a mild steel mold, and the free space was filled with electrocorundum with a white granulation of 0.25–0.45 mm. The corundum powder was compacted by blows of the pneumatic instrument. The form was closed with a lid and hermetically sealed it. Then placed in a furnace and heated to a temperature of 1150 ° C. After isothermal aging for 2.5 h, the roller was cooled, the cover was removed, the powder filler was wiped out, and the roller was removed.

Подсчитано, что экономический эффект от использовани предлагаемого технического решени в расчете на Г установку непрерывной разливки стали составит 245,5 тыс. рублей в год. Формула. йзобре.т.ен.и Способ ремонта деталей, при котордм. деталь помещают в форму с зазором, запол0It is estimated that the economic effect from the use of the proposed technical solution, based on G, the installation of continuous casting of steel will be 245.5 thousand rubles per year. Formula. izobre.t.en.i. A method of repairing parts, at which. the item is placed in a mold with a gap, filled

5five

00

н ют зазор присадочным сплавом и порошком , форму герметизируют и осуществл ют нагрев без доступа воздуха до температуры смачивани детали присадочным сплавом с последующим охлаждением, после чего форму удал ют, отличающийс тем, что, с целью увеличени ресурса работы деталей, преимущественно роликов и валков , путем капилл рного залечивани трещины разгара и снижени трудозатрат, в качестве присадочного сплава используют проволоки из легкоплавкого пластичного сплава на основе меди, которую наматывают на поверхность детали и закрепл ют на ней, а в качестве порошка используют несмачиваемый по отношению к присадочному сплаву порошок из белого электрокорунда, после охлаждени этот порошок удал ют.the gap is filled with an additive alloy and powder, the mold is sealed and heated without air access to the wetting temperature of the component with the alloy alloy followed by cooling, after which the mold is removed, characterized in that, in order to increase the service life of the parts, mainly rollers and rollers, by capillary healing of a high crack and reducing labor costs, a low-melting ductile plastic alloy based on copper is used as a filler alloy, which is wound onto the surface of the part and fixed On it, and white electrocorundum powder non-wettable with respect to the alloying alloy is used as a powder, after cooling, this powder is removed.

Claims

Claim

A method of repairing parts, at which the part is placed in a mold with a clearance, the gap is filled with a filler alloy and powder, the mold is sealed and heated without air to the wetting temperature of the part with a filler alloy, followed by cooling, after which the mold is removed, characterized in that, in order to increase the service life of the parts , mainly rollers and rolls, by capillary healing of a crack of a height and reduction of labor costs, wires of a fusible plastic alloy based on copper, which we yvayut to the workpiece and secured therein, and as the powder is nonwettable with respect to the additive alloy powder of white corundum, after cooling, the powder was removed.