SU876284A1 - Способ биметаллизации стальной заготовки - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ БИМЕТАЛЛИЗАЦИЙ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК

I

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано при биметаллизации бронзой стальной заготовки способом лить .

Известен способ биметаллизации стали, заключающийс  в нагреве стальной заготовки в защитной среде и заливке ее расплавом.олов нно-свинцовой бронзы, предусматривающий температуру нагрева стальной основы ИЗО+Ю С 1 .

Прогрев стальной заготовки до указанных температур длитс  продолжительное врем , что вызывает перегрев тонких частей заготовки и способствует росту зерна. Ухудшение структуры приводит к снижению прочностных , пластических и усталостных характеристик металла 2.

Особенно опасно это дл  заготовок силовых деталей, например, биметаллических , блоков цилиндров насосовгидромоторов высокого давлени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ, включающий нагрев стальной заготовки и заливку ее расплавом-бронзы 3.

Экспериментально установлено, что при низкой температуре заливаемой бронзы рекомендуема  температура не позвол ет получать качественное сцепление металлических основ вследствие наличи  большого количества неметаллических дефектов на поверхности контакта. Заливка стали при температуре нагрева 920+5 С бронзой марки ,

10 Вр ОС 8-15 (tcoA 920°) при температуре расплава 970...1000 С не обеспечивает качественного соединени , так как не учитываетс  имеющий место процесс теплового взаимодействи 

15 двух металлов.

Цель изобретени  - повышение качества соединени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе металлизации

20 стальной заготовки, включающем предварительный нагрев заготовки и заливку ее р,асш1авом бронзы, поверхность заголовки нагревают до температуры , равной температуре нулевой

25 жидкотекучести заливаемой бронзы.

Температуру заливки бронзы рассчитывают по формуле:

. (

- тл, - - .

залл

30

Claims (3)

1. Р где oL - коэффициент, учитывающий ха рактер распределени  темпе- ратур в стальной заготовке, при длительности заливки 60 с oL 0,93 Cpj.,c - удельна  теплоемкость стали и бронзы соответственно; т. mg. - масса стальной заготовки и заливаемой бронзы; tj-ft - температура стали и бронзы в момент заливки соответственно , Исследовани ми установлено, что необходимое дл  прочного сцеплени  смачивание расплавом бронзы заготовки стали происходит при температуре поверхности заготовки, равной температуре нулевой жидкотекучести бронзы с откдонением от нее не более . При этом смесь не должна претерпеть структурных изменений. Осуществл етс  это путем предварительного нагрева заготовки до температур t Аег+ (30-40)С, гарантирующей отсутствие роста зерна, с последующим нагревом за счет теплопередачи от жидкой перегретой бронзы при кон такте металлооснов в процессе зали ки со скоростью не менее ЬЗО С/мин. Такой кратковременный нагрев не измен ет размеры зерна, но обеспечивает надежное сцепление стальной ос новы с бронзой. На чертеже приведены кривые расп ределени  температур во времени. Причем 1 - зона предварительного нагрева стгшьной заготовки, 11 - зо резкого повышени  температуры стали в процессе заливки, 111 - зона совместного охлаждени  стали и бронзы. Зависимость между температурами контактируемой пары металлов описываетс  следующим образом: где с ,с - удельные теплоемкости Рст РРР стали и бронзы; m т - масса стали и бронзы; t ,t - температуры стгши и бронзы в момент запив ки; t.o - температура нулевой жидкотекучести бронзы Учитыва  неравномерность нагрева стальной заготовки по сечению, имею щую параболический Характер распределени  температур, в формулу (1) .введен поправочный коэффициент oc-r r-r вр-° ,I(o-tcT) Р БР Экспериментально установлено, чт дл  деталей, заливка которых длитс  около 1 мин,, at 0,93. Способом лить  производ т бимета лизацию блоков цилиндров насосов высокого давлени . Дл . этого стальн заготовку (сталь 35) офлюсовывают, погружа  в ванну с расплавленным шлаком марки АН-ШТ 1 или АН-ШТ 2. После прогрева в полость заготовки заливают расплавленную бронзу марки Бр 008-15 следующего состава,мае.%; Олово7,1 Свинец15,8 Никель1 9 Фосфор0,12 МедьОстсшьное Температура нулевой жидкотекучести этой бронзы равн етс  С. На гретую до заготовку заливают бронзой согласно расчету при 1220°С. Температура нагрева заготовки выбираетс  из расчета предотвращени  роста зерен, привод щего к снижению ударной в зкости, абсолютна  величина температуры не должна превышать ACJ более, чем на 30-40 С. Дл  использованной стали 35 прин та температура . | Металлографические исследовани  не обнаружили неметаллических включений в переходном слое, контактна  поверхность чиста . Эксплуатационные испытани  подтвердили надежность и работоспособность биметаллических блоков цилиндров , изготовленных по предлагаемому, способу. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа составит 1200 руб на 1 т изделий. Он гарантируетс  путем снижени  брака на заводах-изготовител х . Также пр ма  экономи  обеспечиваетс  путем уменьшени  на 20-25% расхода электроэнергии благодар  снижению температуры нагревательной ванны. Сохранение исходной структуры стали позвол ет ликвидировать случаи разрушени  блоков цилиндров в процессе эксплуатации , повышаетс  работоспособность и надежность биметаллических конструкций , что гарантирует значительный экономический эффект в народном хоз йстве от устранени  простоев гидрофицированного оборудовани . Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение давлени  гидропривода в дьа раза. Формула изобретени  1. Способ биметаллизации стальной заготовки, включающий предварительный нагрев заготовки и заливку ее расплавом бронзы, отличающийс   тем, что, с целью повышени  качества соединени , поверхность заготовки нагревают до температуры, равной температуре нулевой жидкотекучести заливаемой бронзы.
2. 2. Способ по п. 1, отличающ и и с   тем, что температура заливки бронзы равна

   dLCpcWc( -зам СРВ VYip

   где с6 - коэффициент, учитывающий

   характер распределени  температур в стальной заготовке , при длительности заливки 60 с d 0,93;

   с ,с - удельна  теплоемкость стали У1 бронзы соответственно;

   т, т - масса стальной заготовки и заливаемой бронзы;

   t , д- температура стали и бронзы

   в момент заливки соответст-; венно.

   Источники информации, прин тые во внимание при эксперфиэе 5 1. Патент Англии 1159959, кл,. В 3.F, 1970.

   2.Соломка Я,А, Производство двухслойных деталей, М., Машгиз,

   o 1962, с. 22-59, 93-98, 115-117.
3. 3.Vura I.G Литье биметаллических заготовок. - Mater Eng, 1974, 80, 5, p. 60-61. 50 Времй.мик