SU1764903A1

SU1764903A1 - Способ диффузионной сварки

Info

Publication number: SU1764903A1
Application number: SU904864598A
Authority: SU
Inventors: Александр Викторович Лаврищев; Валерий Гаврилович Новиков; Лариса Георгиевна Семичева; Сергей Викторович Прокопьев
Original assignee: Красноярский институт космической техники - Завод-ВТУЗ
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование: сварка стали со сплавами на основе меди. Сущность изобретени : заготовку из порошковой шихты на основе меди соедин ют со стальным корпусом диффузионной сварки при 1130-1138 К, давлении 5-12 МПа, времени выдержки 20-30 мин, причем термообработку провод т в процессе сварки после изотермической выдержки , а медный порошок покрывают легкоплавкими антифрикционными сплавами толщиной 0,2-0,5 диаметра частиц порошка меди. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к диффузионной сварке и может быть использовано при сварке стали со сплавами на основе меди.

Известны способы получени соединени стали со сплавами на основе меди методом лить расплавленной бронзы в стальные заготовки.

Данные способы имеют следующие недостатки: низка прочность в зоне соединени сталь-бронза, неоднородность состава соединени по ширине и высоте после процесса заливки.

Также известно техническое решение изготовлени биметалла дл изготовлени вкладышей подшипников скольжени , заключающийс в подготовке путем прокатки, промежуточной и окончательной термообработки , причем пакет собираетс из слоев стали и бронзы с одновременным введением между ними сло меди и однофазной латуни; холодную прокатку ведут с обжатием 50-75%; промежуточный обжиг осуществл ют при температуре максимальной растворимости компонентов одного в другом .

Недостатками этого способа вл ютс : трудоемкость получени соединени стали со сплавами на основе меди, невысокое качество соединени .

Наиболее близким техническим решением вл етс способ диффузионной сварки стали со сплавами на основе меди, при котором осуществл ют нагрев до температуры сварки, сдавливание и выдержку свариваемых материалов.

Способ диффузионной сварки имеет невысокое качество соединени в зоне сварки стали со сплавами на основе меди, так как не всегда возможна подготовка свариваемых поверхностей с низкой шероховатостью и волнистостью, что существенно вли ет на их качество.

Целью изобретени вл етс повышение качества соединени .

Цель достигаетс тем, что в известном способе диффузионной сварки стали со сплавом меди осуществл ют нагрев до температуры сварки, сдавливание и выдержку свариваемых материалов, сплав на основе меди берут в виде порошка, а процесс ведут

СО

с

XI о ю о со

при температуре сварки 1130-1138 К, давлении 5-12 МПа, времени выдержки 23-30 мин. Порошок меди предварительно покрывают легкоплавким антифрикционным составом толщиной 0,2-0,5 диаметра частиц порошка меди.

Отличие предлагаемого способа от прототипа заключаетс в том, что:

примен етс порошкова шихта на основе меди;

температура сварки 1130-1138 К, давление 5-12 МПа;

медный порошок покрываетс легкоплавкими антифрикционными составами толщиной 0,2-0,5 диаметра фракции порошка меди.

Предложенный способ по сн етс чертежом и осуществл етс следующим образом . На основание камеры 1 установки дл диффузионной сварки размещают термоизол ционную прокладку 2 и плоский нагре- вательТВЧ(синдуктором)3. На нагреватель помещают стальную плиту с буртами 4, загружают медной шихтой 5 и устанавливают верхний пуансон с разгружающим устройством 6. Прикладывают технологическое давление 0,1.,.0,3 кг/мм2, создают в камере разрежение или защитную атмосферу и осуществл ют нагрев до температуры сварки 1130...1130 К. Прикладывают давление 5...12 МПа и осуществл ют изотермическую выдержку в течение 20...30 мин, Термическую обработку изготовл емых вкладышей производ т в камере установки, не вынима сборку, после изотермической выдержки.

При температурах 1130...1138 Кидавле- нии5...12 МПа получаетс прочное соединение антифрикционного покрыти на основе меди с углеродистыми стал ми. Врем изотермической выдержки выбрано дл гемоге- низации спекаемого порошка, котора заканчиваетс в интервале 20...30 мин. Изотермическа выдержка более 30 мин ведет к увеличению времени технологического цикла без увеличени прочности сварного соединени и улучшени антифрикционных свойств. Врем сварки меньше20 мин ведет к резкому уменьшению прочности соединени и ухудшению антифрикционных свойств. Покрытие толщиной 0,2...0,5 диаметра фракции порошка меди выбрано дл получени оптимальных антифрикционных свойств покрыти . При увеличении или уменьшении толщины покрыти на порошке меди антифрикционные свойства резко ухудшаютс .

Использование порошкового материала компенсирует некачественно подготовленную поверхность свариваемых деталей. Развита поверхность шихты на медной основе активизирует диффузионные процессы в зоне соединени , что позвол ет получить качественное соединение стальных деталей со сплавами на основе меди.

Пример1. Изготавливали вкладыш

дл подшипника скольжени диаметром 60 мм, высотой 80 мм. Диффузионную сварку осуществл ли на установке А306.04 с индукционным нагревом в вакууме 1,3 Па. Основание подшипника-сталь 45. Дл покрыти использовали порошок БРОФ 10-0.3, изготовленный по ОСТ 92-0958-74. Химический состав порошка, %: олово 7,5... 11,0; фосфор 0,1 ...0,6; остальное - медь. Причем медь покрыта слоем олова толщиной 0,03 мм. Подготовленную стальную часть размером 62 х 82 мм помещают в камеру установки с нагревом ТВЧ, загружают медной шихтой и устанавливают верхний пуансон с разгружающим устройством. Создают в камере вакуум 1,3...1,5 Па, нагревают сборку до температуры 1133 К и осуществл ют изотермическую выдержку с давлением 11 МПа в течение 25 мин. По окончании процесса

производ т термическую обработку и вынимают свариваемый пакет из биметалла подшипника .

П р и м е р 2. Изготавливали вкладыш дл подшипника скольжени диаметром 40

мм и высотой 30 мм. Основа шихты - порошок меди с диаметром фракции 0,09 мм, на который нанесен слой свинца и олова толщиной 0,027 мм. Диффузионную сварку осуществл ли в вакууме 1,3 Па на установке

А306.04 с индукционным нагревом. Сварку вели при следующих технологических режимах: ТСв 1130 К, давление 9 МПа. врем изотермической выдержки т 28 мин.

Охлаждение в вакууме. Выполнение

технологических операций не отличаетс от операций примера 1.

Сравнительные результаты технологического процесса и испытаний полученных биметаллических вкладышей приведены в

таблице.

Использование предлагаемого способа изготовлени биметалла дл вкладышей подшипников обеспечивает по сравнению с

существующими способами следующие преимущества: применение способа диффузионной сварки позвол ет уменьшить трудоемкость процесса получени биметалла дл вкладыша подшипника в 1,5 раза, происход т полностью диффузионные процессы в зоне соединени , что ведет к улучшению качества соединени , улучшению антифрикционных свойств, так как получаетс однородна структура износостойкого покрыти .

Claims

Формула изобретени 1. Способ диффузионной сварки со сплавом на основе меди, при котором осуществл ют нагрев до температуры сварки, сдавливание и выдержку свариваемых материалов , отличающийс тем, что, с целью повышени качества соединени , сплав на основе меди берут в виде порошка, а процесс ведут при температуое сварки,

равной 1130-1138 К, давлении 5-12 МПа, времени выдержки 20-30 мин.
2. Способ по п. 1,отличающийс тем, что при изготовлении подшипников скольжени порошок меди предварительно покрывают легкоплавким антифрикционным составом толщиной, равной 0,2-0,5 диаметра частиц порошка.