UA112633C2 - Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем - Google Patents
Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем Download PDFInfo
- Publication number
- UA112633C2 UA112633C2 UAA201301012A UAA201301012A UA112633C2 UA 112633 C2 UA112633 C2 UA 112633C2 UA A201301012 A UAA201301012 A UA A201301012A UA A201301012 A UAA201301012 A UA A201301012A UA 112633 C2 UA112633 C2 UA 112633C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- wear
- shell
- resistant element
- formation
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 5
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 11
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Abstract
Винахід належить до машинобудування. Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем, який включає утворення трубчастої порожнистої оболонки прямокутного або еліптичного, або круглого, або трикутного перетину, після чого порожнину оболонки повністю заповнюють сумішшю із кременистого або марганцевистого флюсу і порошкоподібного карбіду бору або карбіду вольфраму, або карбіду титану, рівномірно розподіляють суміш в порожнині оболонки і піддають високотемпературному впливу, в результаті якого здійснюють спікання порошкоподібної суміші до одержання монолітного тіла з утворенням зони дифузії металів між бічною поверхнею згаданого монолітного тіла і внутрішньою бічною поверхнею трубчастої оболонки із шириною, рівною 10-30 % товщини трубчастої оболонки, потім утвореному зносостійкому елементу надають необхідну форму і прикріплюють його до робочого органа устаткування газовим або електродуговим зварюванням з утворенням опорної поверхні. Технічний результат: підвищення механічних властивостей зносостійкого елемента.
Description
Винахід належить до машинобудування в різних областях промисловості, зокрема винахід може бути використаний для виготовлення робочих органів машин різного призначення, що взаємодіють з високоабразивним середовищем. Винахід призначений для підвищення зносостійкості робочих органів, які забезпечує збільшення експлуатаційного ресурсу і зниження собівартості експлуатації устаткування.
Винахід належить до зносостійких елементів, яким може бути надана будь-яка форма залежно від конфігурації робочого органа машини.
Використання винаходу дозволяє знизити втрати твердосплавного елемента при ремонті робочих органів машин і забезпечує надійне кріплення цих зносостійких елементів при значних динамічних і статичних навантаженнях.
Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є спосіб утворення зносостійкого елемента, що включає виготовлення високоміцного і зносостійкого сплаву, додання йому необхідної форми і кріплення до робочого органа машини (Патент Росії Мо 2401238 на винахід).
Відповідно до відомого способу, надання необхідної форми для робочого органа здійснюється після остигання сплаву. Після цього заготівка піддається механічній обробці до одержання необхідної форми. Готовий виріб - зносостійкий елемент - закріплюють на робочому органі машини за допомогою спеціальних фіксуючих елементів або за допомогою зварювання.
Недоліком відомого способу є те, що він є витратним і не забезпечує надійну експлуатацію устаткування при його взаємодії з абразивним середовищем при тривалому навантаженні. Це мається на увазі те, що механічна обробка твердого сплаву вимагає значного часу на обробку до необхідних геометричних розмірів.
Механічна обробка заготовки призводить до значних втрат дорогого високоміцного матеріалу й, відповідно, до збільшення собівартості виготовлення готового виробу.
Кріплення за допомогою зварювання зносостійкого елемента, виготовленого по відомому способу, ускладнено, тому що складно забезпечити при зварюванні надійне зчеплення різнорідних по фізико-механічних параметрах високоміцного металу і металу робочого органа устаткування. Це приводить до ймовірності відділення зносостійкого елемента від робочого органа при виникненні статичних і динамічних навантажень, а також до необхідності проведення нерегламентованих ремонтів устаткування, його непродуктивним простоям значної тривалості.
Задачею винаходу є вдосконалення способу виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем, у вигляді біметалічного зносостійкого елемента за рахунок формування його зі металовмісного матеріалу у вигляді порошку із флюсом з наступною термообробкою до утворення монолітного тіла, що має дифузійний зв'язок з металевою оболонкою.
Технічний результат від реалізації винаходу дозволяє забезпечити можливість додання будь-якої необхідної форми зносостійкому елемента, гарантувати високу якість кріплення до будь-якої металевої поверхні робочого органа. При виникненні статичних і динамічних навантажень на зносостійкий елемент він не відокремлюється від робочої поверхні, чим попереджає ймовірність непланового ремонту і нерегламентованих простоїв.
Виготовлення зносостійкого елемента має низьку собівартість і можливість реалізації високого рівня механізації технологічного процесу. При реалізації способу забезпечується можливість вибору необхідного металовмісного матеріалу у порошкоподібному виді із флюсом.
Трубчаста оболонка забезпечує можливість високого ступеня фіксації зносостійкого елемента до робочого органа устаткування. Висока якість кріплення забезпечує можливість експлуатації зносостійкого елемента протягом тривалого строку до повного зношування.
Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем, включає утворення зносостійкого елемента у вигляді монолітного тіла і кріплення утвореного зносостійкого елемента до робочого органа.
Відповідно до винаходу, спочатку утворюють трубчасту порожнисту оболонку прямокутного або еліптичного, або круглого, або трикутного перетину, порожнину оболонки повністю заповнюють сумішшю із кременистого або марганцевистого флюсу і порошкоподібного карбіду бору або карбіду вольфраму, або карбіду титану. Рівномірно розподіляють суміш у порожнині оболонки і піддають високотемпературному впливу, в результаті якого здійснюють спікання порошкоподібної суміші до одержання монолітного тіла з утворенням зони дифузії металів між бічною поверхнею згаданого монолітного тіла і внутрішньою бічною поверхнею трубчастої оболонки із шириною, рівної (10-30)95 товщини трубчастої оболонки. Утвореному зносостійкому елементу надають форму і прикріплюють його до робочого органа газовим або електродуговим зварюванням з утворенням опорної поверхні. бо Спосіб реалізується таким чином.
Спосіб використовується для виготовлення зносостійких елементів, які застосовуються в устаткуванні, робочі органи яких взаємодіють із абразивним середовищем протягом усього експлуатаційного періоду.
Залежно від призначення устаткування, що забезпечує переміщення абразивних сумішей, наприклад, залізорудної пульпи з різним співвідношенням твердої і рідкої фаз, зносостійкі елементи можуть розміщуватися на робочих лопатках, робочій поверхні барабанів або шкребків.
Особливістю способу є те, що безпосередньо на стадії виготовлення представляється можливим віддавати виробу готову форму без застосування механічної і тим більше термічної обробки.
Реалізація способу здійснюється таким чином.
Стосовно до заданого типу застосовуваного устаткування виготовляється трубчаста металева оболонка. Як заготівка може бути використана прямолінійна або вигнута оболонка, наприклад, із труб різного діаметра, які виготовляються серійно.
Вимоги до оболонки обумовлені тим, що їхнє кріплення до робочого органа машини здійснюється в основному за допомогою газового або електродугового зварювання. Міцність кріплення елемента прямо залежить від фізико-механічних властивостей металу і металевої оболонки, тому що саме місце зварювання піддається максимальному механічному впливу при роботі устаткування.
Залежно від призначення робочого органа устаткування, металева оболонка може бути вибрана різного перетину, наприклад, прямокутного, еліптичного, круглого або трикутного перетину. Це обумовлено способом кріплення оболонки, геометричними параметрами і просторовою конфігурацією поверхні, до якої кріпиться металева оболонка. При виборі оболонки враховується можливість не тільки її кріплення до поверхні робочого органа, але і можливість додання їй необхідної форми.
Після вибору металевої оболонки із заданими геометричними параметрами і фізико- механічними властивостями здійснюють вибір металу, що застосовується як зносостійкий елемент. Найбільшим поширенням для цих видів зносостійких елементів є карбіди бору, титана або вольфраму. Основними вимогами до матеріалу, що використовується, є максимально тривала протидія абразивному зношуванню, яка викликана мінеральним середовищем різної щільності і міцності часток твердої фази.
Особливістю способу є те, що високоміцні металовмісні матеріали застосовують у порошкоподібному вигляді, що дозволяє надавати будь-яку форму зносостійкому елементу вже до моменту його виготовлення.
Порошок високоміцного матеріалу змішують із флюсом. Флюс забезпечує формування однорідного металевого тіла при наступному термічному впливі Як флюс може застосовуватися кременистий, марганцевистий флюс із хімічною активністю або флюс солеоксидного класу. Основною вимогою до флюсу є утворення монолітного високоміцного металевого тіла зносостійкого елемента при термічній обробці без втрати його міцнісних характеристик.
Після змішування до рівномірного стану, порошок засипають у трубчасту оболонку, рівномірно розподіляють і ущільнюють. Для цієї мети можуть використатися вібраційні столи або вібратори.
Після повного засипання металовмісного порошку в порожнину металевої оболонки, її піддають термічному впливу. Термічна обробка може здійснюватися в інфрачервоних або індукційних печах, температурний режим термічного впливу яких вибирають виходячи з розрахунку взаємодії металевого порошку із флюсом і модифікації порошкоподібного металу в монолітне тіло.
Особливе значення при формуванні монолітного тіла зносостійкого елемента надається формуванню зони дифузії між бічною поверхнею монолітного тіла високоміцного матеріалу і внутрішньою бічною поверхнею трубчастої оболонки. Це необхідно через те, що від сили зчеплення між тілом зносостійкого елемента і внутрішньою поверхнею трубчастої оболонки залежить ступінь фіксації зносостійкого елемента до робочого органа застосовуваного устаткування.
Проведені дослідження показали, що ширина зони дифузії повинна бути регламентованої і представляти від 10 до 30 відсотків товщини трубчастої оболонки. При товщині зони дифузії менше 1095 не забезпечується необхідна сила зчеплення між зносостійким елементом і внутрішньою оболонкою. При збільшенні зони зчеплення понад 30 95 не забезпечується приріст сили зчеплення. Крім того, це призводить до збільшення собівартості виготовлення бо зносостійких елементів.
Після виготовлення зносостійкого елемента заданої форми його закріплюють на поверхні робочого органа за допомогою газового або електродугового зварювання. При виконанні зварювальних робіт плавленням металу утворюють опорну поверхню у вигляді зони дифузії між поверхнею робочого органа і зовнішньою частиною металевої оболонки. Ця зона визначає ступінь зв'язку елемента з робочим органом.
Закріплений до робочого органа зносостійкий елемент у процесі роботи устаткування входить у взаємодію з абразивним середовищем. У процесі взаємодії відбувається інтенсивне видалення маломіцної металевої оболонки за зоною, утвореною опорною поверхнею. Опорна поверхня забезпечує фіксацію зносостійкого елемента до його повного стирання в процесі експлуатації.
Проведені дослідження і промислові випробування показали високу ефективність реалізації способу при виготовленні зносостійких елементів для технологічного устаткування різного призначення, наприклад, застосовуваного для збагачення руд чорних і кольорових металів або в будівельній промисловості для переробки вихідної сировини.
Зносостійкий елемент, отриманий відповідно до заявленого способу, має високі експлуатаційні властивості і забезпечує можливість роботи устаткування протягом тривалого періоду часу без витрат часу на ремонт або відновлення.
Після повного або критичного стирання зносостійкого елемента, на його місце протягом короткого періоду часу встановлюють новий і продовжують експлуатацію устаткування.
Перевагою способу є те, що при виготовленні зносостійкого елемента можуть бути використані композиції будь-яких твердих металовмісних порошків для одержання необхідних фізико-механічних властивостей готового виробу.
Спосіб може бути реалізований в умовах спеціалізованих підприємств із ремонту технологічного устаткування.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем, який включає утворення зносостійкого елемента уЗо вигляді високоміцного монолітного тіла і кріплення утвореного зносостійкого елемента до робочого органа, який відрізняється тим, що спочатку утворюють трубчасту порожнисту оболонку прямокутного або еліптичного, або круглого, або трикутного перетину, порожнину оболонки повністю заповнюють сумішшю із кременистого або марганцевистого флюсу і порошкоподібного карбіду бору або карбіду вольфраму, або карбіду титану, рівномірно розподіляють суміш в порожнині оболонки і піддають високотемпературному впливу, в результаті якого здійснюють спікання порошкоподібної суміші до одержання монолітного тіла з утворенням зони дифузії металів між бічною поверхнею згаданого монолітного тіла і внутрішньою бічною поверхнею трубчастої оболонки із шириною, рівною 10-30 95 товщини трубчастої оболонки, потім утвореному зносостійкому елементу надають необхідну форму і прикріплюють його до робочого органа устаткування газовим або електродуговим зварюванням з утворенням опорної поверхні.00 Компютернаверстка!, Скворцова.дГ (00000000Державна служба інтелектуальної власності України, вул.Василя Липківського, 45, м.Київ, МСП, 03680, УкраїнаДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул.Глазунова, 1, м.Київ - 42, 01601
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201301012A UA112633C2 (uk) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем |
RU2014102365/02A RU2583977C2 (ru) | 2013-01-28 | 2014-01-24 | Способ изготовления рабочего органа технологического оборудования с износостойким элементом, взаимодействующим с абразивной средой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201301012A UA112633C2 (uk) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA112633C2 true UA112633C2 (uk) | 2016-10-10 |
Family
ID=57219180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201301012A UA112633C2 (uk) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2583977C2 (uk) |
UA (1) | UA112633C2 (uk) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4104060A (en) * | 1975-03-11 | 1978-08-01 | Johnson Herbert G | Solid-phase conversion of particulate metal into continuous strip |
SU1743668A1 (ru) * | 1990-01-17 | 1992-06-30 | Институт проблем материаловедения АН УССР | Способ изготовлени двухслойных трубчатых изделий |
DE4101630A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur herstellung aufschaeumbarer metallkoerper und verwendung derselben |
US5352539A (en) * | 1992-10-27 | 1994-10-04 | Friedrich Theysohn Gmbh | Extruder housing for double-screw extruder having an annularly stepped internal bore covered by a hot isostatically-pressed structure, and method of making same |
RU2185263C1 (ru) * | 2001-07-09 | 2002-07-20 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский технологический институт" | Способ изготовления металлокерамических изделий на основе матричных быстрорежущих сталей |
SE528679C2 (sv) * | 2005-06-07 | 2007-01-23 | Metso Minerals Wear Prot Ab | Slitfoderelement och slitfoder |
-
2013
- 2013-01-28 UA UAA201301012A patent/UA112633C2/uk unknown
-
2014
- 2014-01-24 RU RU2014102365/02A patent/RU2583977C2/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2583977C2 (ru) | 2016-05-10 |
RU2014102365A (ru) | 2015-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102337536B (zh) | 金属板表层原位合成碳化钨颗粒强化复合耐磨层制备工艺 | |
CN100482350C (zh) | 碳化钨颗粒增强金属基复合材料耐磨磨辊及其制备工艺 | |
Verezub et al. | Performance of a cutting tool made of steel matrix surface nano-composite produced by in situ laser melt injection technology | |
CN105234416A (zh) | 破碎机的锤头的制造方法及该锤头 | |
Garbade et al. | Overview on hardfacing processes, materials and applications | |
CN104308390B (zh) | 原位合成wc颗粒增强铁基复合涂层的药芯焊丝及制备方法 | |
ZA202108634B (en) | Composite material based on alloys, manufactured in situ, reinforced with tungsten carbide and methods of its production | |
CN101554652A (zh) | 一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法 | |
CN103736549B (zh) | 一种立磨机金属基陶瓷复合材料磨辊的制备方法 | |
CN101417333A (zh) | 一种原生柱/带状硬质相复合耐磨叶轮的制备方法 | |
UA112633C2 (uk) | Спосіб виготовлення робочого органа технологічного устаткування зі зносостійким елементом, що взаємодіє з абразивним середовищем | |
CN106148952B (zh) | 一种原位自生超粗晶wc增强铁基耐磨涂层的制备方法 | |
CN102489687A (zh) | 一种梯度复合耐磨材料的制备方法 | |
CN102352507B (zh) | 一种铸铁板的合金碳化物表面强化工艺 | |
EP3154699B1 (en) | Wear-resistant roller | |
Hou et al. | Fe–0.4 wt.% C–6.5 wt.% Cr hardfacing coating: Microstructures and wear resistance with La2O3 additive | |
CN104984904A (zh) | 一种抗磨损振动筛筛板的制备方法 | |
Prysyazhnyuk et al. | Wear Resistance Improvement of Equipment for Production of Building Ceramics by Hardfacing with Flux-Coerd Electrodes based on Fe-Ti-BC System | |
RU2584314C2 (ru) | Износостойкий элемент, взаимодействующий с абразивной средой | |
CN106086603A (zh) | 一种可二次利用的耐磨球制备方法 | |
CN101412100A (zh) | 一种复合破碎壁与复合轧臼壁的制备方法 | |
CN104741534B (zh) | 一种可调式辊轴铸造成型模具及制造工艺 | |
CN105215567B (zh) | 铬镍钼钒药芯焊丝 | |
Zhiguts et al. | Perspective materials and technologies for industry | |
CN102226278B (zh) | 一种抗磨损振动筛筛板的制备方法 |