UA142747U - Спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа - Google Patents

Abstract

Спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа включає нанесення наплавленням покриття із зносостійкого наплавленого матеріалу на прокатаний лист з вуглецевих або низьколегованих сталей. Заздалегідь на прокатаний лист по периметру укладають та приварюють захисну підкладку - стільникові елементи, в вічках яких розміщують зерна карбідів. Вічка виконують у формі правильної шестигранної призми. Глибину проплавлення та перемішування наплавленого металу з матеріалом основи регулюють, охолоджуючи поверхню прокатного листа знизу перпендикулярно направленим струменем води із форсунки з соплом витікання діаметром 3-10 мм, змінюючи при цьому тиск води в діапазоні 1-6 атм, з послідовним переміщенням зони охолодження прокатного листа по горизонталі зі швидкістю наплавлення.

Description

Корисна модель належить до галузі зварювальної техніки для відновлення деталей і підвищення зносостійкості, наприклад, обладнання металургійного, хімічного, нафтохімічного та машинобудівного обладнання і може бути використана при виготовленні біметалічних листів із зносостійким покриттям, призначених для футерування і відновлення зношених поверхонь устаткування, схильних до різних видів зносу.

Відомий спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа, який включає операції нанесення електродуговим наплавленням покриття із зносостійкого наплавного матеріалу на прокатний лист з низьколегованих сталей і примусового охолодження прокатного листа в процесі електродугового наплавлення на нього покриття шляхом дії на вільну поверхню прокатного листа охолоджуючим середовищем, який відрізняється тим, що покриття на листовий прокат із зносостійкого наплавного матеріалу електродуговим наплавленням виконують пошарово, при цьому при електродуговому наплавленні кожного подальшого шару покриття із зносостійкого наплавного матеріалу, погонну енергію для кожного шару електродугового наплавлення змінюють залежно від значення залишкової температури прокатного листа з наплавленими шарами покриття, а примусове охолодження прокатного листа охолоджуючим середовищем ведуть у момент перевищення в ньому допустимої температури нагріву (патент України Мо 57112, МПК В2ЗК 9/04, 20111.

Недоліком відомого способу є те, що необхідно змінювати режим наплавлення для кожного шару. Це потребує переналадки обладнання і зупинки процесу наплавлення для кожного шару, що негативно позначається на продуктивності та якості виробу.

Найбільш близьким аналогом за сукупністю ознак і очікуваному технічному результату є спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа, у якому наносять наплавленням пошарово покриття із зносостійкого наплавленого матеріалу на прокатаний лист з вуглецевих або низьколегованих сталей, який відрізняється тим, що заздалегідь на прокатаний лист по периметру приварюють тонкий лист, на поверхню якого укладають захисну підкладку та приварюють її контактним зварюванням або пічною пайкою, отриману біметалічну заготовку розміщують під кутом 57-10" до горизонтальної площини, стрічку зварювальної головки встановлюють під кутом 57-10" до вертикальної площини, і наплавлення ведуть кутом вперед зверху вниз імпульсно-дуговим наплавленням. Крім того, як захисну підкладку використовують

Зо зернові або зерно-порошкові дроти чи стрічки, укладені в ряди з мінімальними зазорами. Крім того, як захисну підкладку використовують стільникові елементи, в вічках яких розміщують зерна, наприклад, з карбідів вольфраму (Патент України Мо 93548, МПК В2ЗК 9/04, 2014).

Незважаючи на те, що у відомому способі при накладанні шарів наплавленого металу один за іншим, подальші шари піддають термообробці попередні шари, утворюючи дрібнозернисту структуру з хорошими механічними властивостями, стійкість до абразивного зносу залишається низькою.

Ще одним недоліком відомого способу є те, що при наплавленні кожного наступного шару концентрація карбідів знижується, що негативно впливає на абразивний знос біметалічного листа. При збільшенні кількості наплавлених шарів стійкість до абразивного зносу зменшується.

Крім того, при пошаровому наплавленні неможливо керувати кристалізацією зварювальної ванни та ростом зерен металу, що теж значно зменшує стійкість наплавленого шару до абразивного зношування.

В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає в удосконаленні способу виготовлення зносостійкого біметалічного листа шляхом вибору оптимальної геометрії вічок захисної підкладки і зміни режимів охолодження, що призведе до кращого насичення наплавленого шару зміцнюючими карбідами та дасть можливість отримувати різну глибину проплавлення і керувати кристалізацією зварювальної ванни та ростом зерен металу, внаслідок чого покращиться структура наплавленого зносостійкого матеріалу і підвищиться його стійкість до абразивного зношування.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа, що включає нанесення наплавленням покриття із зносостійкого наплавленого матеріалу на прокатаний лист з вуглецевих або низьколегованих сталей, заздалегідь на прокатаний лист по периметру укладають та приварюють захисну підкладку - стільникові елементи, в вічках яких розміщують зерна карбідів, згідно з корисною моделлю, вічка виконують у формі правильної шестигранної призми, глибину проплавлення та перемішування наплавленого металу з матеріалом основи регулюють, охолоджуючи поверхню прокатного листа знизу перпендикулярно направленим струменем води із форсунки з соплом витікання діаметром 3-10 мм, змінюючи при цьому тиск води в діапазоні 1-6 атм, з послідовним переміщенням зони охолодження прокатного листа по горизонталі зі швидкістю наплавлення.

Запропонований спосіб дозволяє за один шар наплавленого металу отримати необхідні механічні властивості. Змінюючи режим охолодження можливо отримати різну глибину проплавлення, а також керувати кристалізацією зварювальної ванни та ростом зерен металу. В результаті охолодження, зерна наплавленого метала кристалізуються у вигляді дендритів, направлених вертикально, що підвищує стійкість наплавленого шару до абразивного зносу у декілька разів. Шестигранна форма вічок забезпечує максимальну площу покриття прокатного листа і не дозволяє при наплавленні здувати карбіди, які знаходяться в вічках.

Якщо сопло виділення має діаметр менше З мм і воду подають під тиском нижче 1 атм, сили удару струменя об охолоджувану поверхню прокатного листа недостатньо для того, щоб ефективно пробити парову сорочку і відібрати тепло від листа. До того ж має місце зниження витрати води, що охолоджує. Це веде до перегріву прокатного листа і порушення вертикальної кристалізації зерен наплавленого метала. Збільшення діаметру більше 10 мм і тиску вище 6 атм призводить до перевитрати води, що охолоджує, і переохолодження прокатного листа, що недопустимо.

Подача води до форсунки з соплом виділення 3-10 мм під тиском 1-6 атм і охолодження поверхні прокатного листа перпендикулярно направленим струменем води забезпечує найбільш інтенсивний відбір тепла від листа, що наплавляється, що дозволяє управляти кристалізацією наплавленого шару. Подача охолоджувальної води на нижню сторону прокатного листа дозволяє відібрати від перегрітої поверхні листа більше тепла із-за вищого температурного градієнта і регулювати напрям кристалізації розплавленого шару.

Спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа здійснюють наступним чином.

На поверхню прокатного листа з вуглецевих або низьколегованих сталей укладають і приварюють по периметру захисну підкладку з стільникових елементів, які мають вічка у формі правильної шестигранної призми. Знизу прокатний лист охолоджують направленим струменем води з сопла витікання діаметром 3-10 мм, змінюючи тиск води в діапазоні 1-6 атм. При регламентованому тиску і діаметрі сопла виділення охолоджувальної води зростає ефективність відбору тепла з нижньої поверхні прокатного листа. При наплавленні послідовно переміщують прокатний лист по горизонталі. Швидкість переміщення прокатного листа дорівнює швидкості наплавлення. Тепло від горіння зварювальної дуги формує рідку

Зо зварювальну ванну із захисної підкладки, в якості якої використовують стільникові елементи, вічка яких мають форму правильної шестигранної призми. В вічках заздалегідь розміщують зерна карбідів. Геометрія вічок захисної підкладки забезпечує оптимальне насичення наплавленого шару зміцнюючими карбідами. При наплавленні відбувається розплавлення стільникових елементів і частини поверхні прокатного листа і формується один шар наплавлення з високими зносостійкими властивостями. Інтенсивність охолодження зворотної сторони листа дозволяє отримувати різну глибину проплавлення і керувати кристалізацією зварювальної ванни та ростом зерен металу, внаслідок чого покращується структура наплавленого зносостійкого матеріалу і підвищується його стійкість до абразивного зношування.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб виготовлення зносостійкого біметалічного листа, що включає нанесення наплавленням покриття із зносостійкого наплавленого матеріалу на прокатаний лист з вуглецевих або низьколегованих сталей, заздалегідь на прокатаний лист по периметру укладають та приварюють захисну підкладку - стільникові елементи, в вічках яких розміщують зерна карбідів, який відрізняється тим, що вічка виконують у формі правильної шестигранної призми, глибину проплавлення та перемішування наплавленого металу з матеріалом основи регулюють, охолоджуючи поверхню прокатного листа знизу перпендикулярно направленим струменем води із форсунки з соплом витікання діаметром 3-10 мм, змінюючи при цьому тиск води в діапазоні 1-

   б атм, з послідовним переміщенням зони охолодження прокатного листа по горизонталі зі швидкістю наплавлення.