SU941084A1

SU941084A1 - Bimetallic article production method

Info

Publication number: SU941084A1
Application number: SU803226275A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Клименко
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-07-07

Description

Изобретение относитс к машиностроени , в частности к способу изготовлени биметаллических изделий.The invention relates to mechanical engineering, in particular to a method for manufacturing bimetallic products.

Известен способ изготовлени биметаллических изделий методами порошковой металлургии, например способ изготовлени биметаллических матриц штампов холодной вырубки стальных листовых изделий, при котором в пресс-форму засыпают порошок конструкционной и легированной или быстрорежу1дей стали, размеща его в рабочей зоне формируемого таким образом инструмента. После этого порошкообразный материал подвергают уплотнению, спеканию и последующему гор чему деформированию дл устранени пористоети I.A known method of manufacturing bimetallic products by powder metallurgy methods, for example, a method of manufacturing bimetallic dies of cold cutting dies for steel sheet products, in which powder of structural and alloyed or quick cut steel is poured into the mold, placing it in the working area of the tool thus formed. Thereafter, the powdered material is subjected to compaction, sintering and subsequent hot deformation to eliminate porosity I.

Недостатком способа вл етс низка производительность процесса, обусловленна необходимостью длительного спекани и последующего гор чего деформировани .The disadvantage of this method is the low productivity of the process due to the need for long sintering and subsequent hot deformation.

Известен также способ изготовлени биметаллических изделий, преимущественно матриц просечных щтампов, при котором полый корпус из конструкционной стали засыпают металлическим порошком, помещают между электродами и нагревают электрическим током 2.There is also known a method for manufacturing bimetallic products, mainly matrices of slotted plates, in which a hollow body made of structural steel is covered with metal powder, placed between the electrodes and heated with electric current 2.

Недостатком данного способа вл етс высока пористость наплавленного металла , неоднородность свойств, так как корпус практически не нагреваетс током.The disadvantage of this method is the high porosity of the deposited metal, the heterogeneity of properties, since the casing is practically not heated by current.

Целью изобретени вл етс повыщение качества изделий за счет обеспечени равномерной плотности наплавленного металла .The aim of the invention is to increase the quality of products by ensuring uniform density of the weld metal.

Указанна цель достигаетс тем, что This goal is achieved by the fact that

10 в способе изготовлени биметаллических изделий преимущественно матриц просечных штампов, при котором полый корпус из конструкционной стали засыпают металлическим порошком, помещают между10, in the method of manufacturing bimetallic products, predominantly cut-die dies, in which the hollow body of structural steel is filled with metal powder, is placed between

15 электродами и нагревают электрическим током, закрывают корпус двум технологическими крышками из конструкционной стали, на одной из которых выполнен выступ , обращенный во внутрь полости, с15 electrodes and heated by electric current, close the case with two technological caps of structural steel, one of which has a protrusion facing the inside of the cavity, with

20 высотой, равной высоте издели , и с торцом , соответствующим форме отверсти издели , а корпус изготавливают высотой, превыщающей высоту издели на 20- 30%.20 in height, equal to the height of the product, and with an end face corresponding to the shape of the product's opening, and the body is made in height that exceeds the height of the product by 20-30%.

2525

На фит. 1 показана схема способа, момент до включени импульсов тока; на фиг. 2 - то же, момент после касани торца выступа поверхности плоской торцовой крыщки; на фиг. 3 - биметалли30 ческюе изделие - матрица штампа.On the fit. 1 shows a diagram of the method, the moment before the current pulses are turned on; in fig. 2 - the same, the moment after touching the end of the protrusion of the surface of the flat end cap; in fig. 3 - bimetallic30 garlic article - die matrix.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Полый корпус 1 заготовки из конструкционной стали высотой, на 20-30% превышающей высоту издели , устанавливают на торцовую крышку 2, внзтреннюю полость заполн ют порошкообр1азным металлом 3, носле чего корпус закрывают торцовой крышкюй 4, на которой выполнен выступ с высотой, равной высоте издели , обраиденный во внутрь полости. Порошкообразный наплавл емый металл оказываетс размещенным в замкнзтой полостн, образованной заготовкой кориуса из конструкционной стали и технологическими торцовыми крышками нз конструкционной стали. При этом зазор между торцом цилиндрического выстуна и поверхностью крышки 2 составл ет 20- 30% первоначальной высоты корпуса. Корпус с порошком н крышками устанавливают на контактные плиты 5, соединенные с вторичной обмоткой трансформатора 6, и сжимают уснлием Р, направленным по вертикальной оси корпуса. Затем к контактным плитам подвод т импульсы тока. При этом в начальный момент из-за большого сопротивлени порошкообразного металла ток течет преимущественно по корпусу 1, сопротнвление которого значительно меньше. Вследствие преимущестBeifHoro нагрева в первую очередь пачинает деформироватьс корлус 1, при этом сокрап1аетс объем замкнутой полости, образованной кориусом 1 и крышками 2 н . Это в свою очередь привадит к уилотнению порошкообразного иа/пл вл емого металла н у.меньшению его омического сопротивлени . Одновременно ио мере нагрева корпуса 1 его омическое сопротивление возрастает. Таким образом, сразу же после начала нагрева и деформации корпуса происходит перераспределение тока между корпусом н объемом порошкообр1азного металла - увеличение тока, протекающего через объем порошкообразпого металла. Это приводит к возрастанию его температуры н, следовательно, пластичности, что способствует спл:авлению частичек порошкообразного металл а между собой, с корпусом и цилиндрическим выступом технологической крышки.The hollow body 1 of the structural steel billet with a height of 20-30% higher than the height of the product is mounted on the end cover 2, the external cavity is filled with powdered metal 3, while the body is closed by the end cover 4, on which the protrusion is made with a height equal to the height of the product edged into the cavity. The powdered metal being deposited is placed in a closed cavity formed by a corus billet of structural steel and technological end caps of structural steel. In this case, the gap between the end of the cylindrical bar and the surface of the cover 2 is 20-30% of the original height of the body. The housing with powder n covers installed on the contact plates 5, connected to the secondary winding of the transformer 6, and squeeze usnlya P, directed along the vertical axis of the housing. Then, current pulses are supplied to the contact plates. At the same time, at the initial moment, due to the large resistance of the powdered metal, the current flows predominantly through the housing 1, the resistance of which is much lower. Due to the predominant BeefHoro heating, the corulus 1 is first of all deformed, and the volume of the closed cavity formed by the corus 1 and the lids 2 n collapses. This, in turn, will lead to an increase in the powdered i / p of the metal in question and a decrease in its ohmic resistance. At the same time, the heating of the housing 1 increases its ohmic resistance. Thus, immediately after the start of heating and deformation of the case, the current is redistributed between the case and the volume of the powder-like metal — an increase in the current flowing through the volume of the powder-like metal. This leads to an increase in its temperature n, therefore, plasticity, which contributes to the alloying of particles of powdered metal and between itself, with the body and the cylindrical protrusion of the technological cover.

Соединению частичек порошка между собой способствует и дополнительное их пластическое течение, обусловленное выдавливанием объема порошка из-под торца цилиндрического выступа крышки 4 по мере приближени его к поверхности крышки 2.The addition of plastic flow due to the extrusion of the powder volume from under the end of the cylindrical protrusion of the lid 4 as it approaches the surface of the lid 2 facilitates the interconnection of the powder particles.

Это дополнительное направление пластического течени наплавл емого металла способствует исключению пор между отдельными частичками порошка при их соединении , т. е. повышает качество наплавл емого металла.This additional direction of plastic flow of the deposited metal contributes to the exclusion of pores between the individual powder particles when they are joined, i.e., it improves the quality of the deposited metal.

После касапн торца цнлппдрпческого выступа поверхности технологической крышки 2 устанавливаетс дополнительна цепь тока меж1ду плитками 5 через цилиндрический выступ, вследствие чего происходит перераспределепие тока, привод щее к уменьшению его плотпости в корпусе 1, контактного порошкового материала н резкое уменьшение интенсивности их нагрева. Одновременно часть усили Р восприннмаетс цилиндрическим выступом , опирающимс на крышку 2, что приводит к снижению напр жений в объеме металлов корпуса и наплавленного порошкового металла, обуславлив:а прекращепне деформации.After a casapn of the end of the cnlppdrpa protrusion of the surface of the technological cover 2, an additional current circuit is established between the tiles 5 through the cylindrical protrusion, resulting in current redistribution, leading to a decrease in its density in the housing 1, contact powder material and a sharp decrease in the intensity of their heating. At the same time, part of the force P is perceived by a cylindrical protrusion resting on the lid 2, which leads to a decrease in stresses in the volume of the metals of the body and the deposited powdered metal, causing: a cessation of deformation.

Пластическое течение наплавл емого порошкообразного материала приводит к повышению его плотности, а касапие выступа поверхности технологической крышки обеспечив-ает посто нство требуемой плотпости паплавленного металла, т. е. повышение качества.The plastic flow of the deposited powdered material leads to an increase in its density, and a tap on the protrusion of the surface of the process cover ensures the stability of the desired density of the fused metal, i.e., an increase in quality.

Одновременно способ позвол ет и регулировать плотность наплавл емого металла путем изменени величины зазора между торном выступа на одной технологической крышке и поверхностью другой.At the same time, the method allows and adjusts the density of the deposited metal by changing the size of the gap between the lateral protrusion on one process cover and the surface of another.

Пример. В качестве корнуса матрицы использовали из стали 50ХФА с наружным диаметром 40 мм, внутренним диаметром 30 мм. Технологические крышки изготавливали по размерам корпуса из стали 45. Цилиндрический выступ на одной из торцовых технологических крышек имел диаметр 10 мм и высоту 30 мм. В качестве ианлавл емого материала примен ли порошок быстрорежущей стали Р6М5 с размерами частиц от 0,05 до 9,1 мм.Example. As the matrix corns used of steel 50HFA with an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 30 mm. Technological covers were made according to the dimensions of the housing from steel 45. The cylindrical protrusion on one of the end technological covers had a diameter of 10 mm and a height of 30 mm. Powder of high-speed steel R6M5 with particle sizes from 0.05 to 9.1 mm was used as the material of ananilable.

Заготовку биметаллической матпипы сжимали по технологическим крышкам осевым усилием 2000 гкс и обрабатывали импульсами тока величиной 18 Ка и длительностью 0,5 с, с паузами 0,6 с до прекращени деформации (до каоани торца цилиндрического выступа поверхности второй технологической торцовой крышкн). Деформаци заготовки прекраш.алась после п того импульса тока.The bimetallic material was compressed on technological covers with an axial force of 2000 gks and processed with current pulses of 18 Ka and a duration of 0.5 s, with 0.6 s pauses until the deformation stopped (until the end of the cylindrical protrusion of the surface of the second technological end cover). Deformation of the workpiece stopped after the fifth current pulse.

После отжига по режиму быстрорежуП1ей стали (860° С в течение б ч) проводили механическую обработку до получени тгоминальпых размеров биметаллической матпицы (см. фиг. 3).After annealing according to the mode of fasting steel (860 ° C for 6 hours), mechanical treatment was carried out to obtain the size of the bimetallic matrix (see Fig. 3).

При этом плотность быстрорежущей стали соответствовала плотности литой стали.The density of high-speed steel corresponded to the density of cast steel.

Использоваиие предлагаемого способа обеспечивает высокое качество наплавл емого металла.The use of the proposed method ensures high quality of the deposited metal.

Claims

1. Borok BA and. Poroshkova metallurgists. M., Metallurgizdat, 1948, p. 84,

2. Tarasov, Yu.S., Candidate's thesis “Study of electrocontact baking of metal powders ..., Chel binsk, 1970, p. 15-25 (prototype).

“Cr. /

. J