Способ восстановления изношенных поверхностей

Способ восстановления изношенных поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 260477 (21) 2480514/25-27 (S1)М. Кл. --. / с присоединением заявки Мо

В 23 P I/00, В 22 F 7/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15 12 79. Бюллетень ¹ 4 6 (53) УДК 621 . /91 . .92 (088. 8) Дата опубликования описания 181279 (72) Авторы

М,Е.Гуревич, С.М.Захаренко, В.М.Тышкевич, В.И.Фальченко

ИЗОбРЕтЕНИЯ и В.И.Чередниченко (71) Заявитель

Институт металлофиэики АН УССР (54) СПОСОБ ВОССТЛНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к ремонту изделий и может быть использовано при восстановлении изношенных участков ,деталей с рельефной поверхностью,преимущественно сельскохозяйственных машин.

Известен способ восстановления изношенных поверхностей, при котором на восстанавливаемой поверхности раз- 1О мещают присадочную проволоку, нагревают электрическим током и создают сварочное давление (1) .

Однако возникающее при охлаждении термическое напряжение может приводить к появлению потенциальных очагов 1з разрушения. Кроме того, при восстановлении изношенных поверхностей известным способом возникает необходимость

;в создании углублений на восстанавливаемой поверхности, так как они являются формой, которая ограничивает растекание металла, а также необходимость в приложении больших нагрузок для обеспечения термомеханическо- 25 го упрочнения и получения надежного соединения, что ограничивает приме-" нение Известного способа, и в применении присадочного материала, имеющего близкий с изделием коэффициент термического расширения.

Известен способ восстановления изношенных поверхностей, при котором на восстанавливаемой поверхности размещают присадочный материал, нагревают его и создают. сварочное давление за счет разницы в коэффициентах термического расширения материала оправки и свариваемых материалов (2).

Однако отсутствие импульсного давления высокой скорости, соответствующей структуре данного материала, которое вызывает в участках контакта йли столкновения частиц разрушение поверхности пленки молекул газа, создает своеобразное пластичное течение, и частицы порошка начинают соединяться между собой в расплавленном состоянии, что снижает качество и надежность соединения.

Цель изобретения - повышение качества и надежности соединения присадочного материала с материалом восстанавливаемого изделия путем создания дополнительного импульсного давления. .Эта цель достигается тем, что в качестве материала оправки используют материал, претерпевающий при температуре выае температуры спекания порошкообраэного присадочного мате703295

3 риала обратимое фазовое превращение, сопровождающееся объемным эффектом, а нагрев производят выше температуры спекания присадочного порошкообразного материала со скоростью не менее

500О/сек.-.

Способ заключается в следующем.

Подлежащую восстановлению поверхность изношенного изделия подверга- ют механической обработке для устранения имеющихся на ней загрязнений, обезжиривают и помещают в оправку.

Оправку изготавливают из материала с коэффициентом термического расширения, отличным от коэффициента

" термического расширения восстанавливаемого иэделия и присадочного порош кового материала. Кроме того, при температуре выше температуры спекайия присадочного материала материал оправки подвергают обратимому фаэовому превращению, сопровождающемуся объемным эффектом.

Размеры оправки подбираются так, чтобы при помещении в нее восстанавливаемого изделия между его изношенной поверхностью и оправкой обеспечивался зазор,величина которого определяется окончательными размерами иэделия (при необходимости с допуском на последующую механическую обработку) . В зазор между изношенной поверхностью восстанавливаемого изделия и оправкой вводят дозированное количество прйсадочного материала в виде мелкодисперсного порошка. Коэффициент термического расширения присадочного материала не должен сильно отличаться от коэффициента термического расширения материала восстанавливаемого изделия. Иначе

f при работе изделия в условиях повышенных температур присадочный материал будет отслаиваться от поверхности изделия.

Непосредственным пропускайием импульса электрического тока a направлении, перпендикулярном восстанавливаемой поверхности изделия, присадочному материалу и поверхности оправки, их нагревают до заданной температуры со скоростью не менее

500 о /сек

Различия в коэфФициентах термического расширения изделия и оправки способствуют возникновению между ними при нагреве значительных напряжений. Так как присадочный материалэто мелкодисперсный порошок, основная мощность, подводимая для нагре-" ва=изделйя, оправки и приСадочного материала, выделяется на присадочном материале и зоне его контакта с материалом восстанавливаемого из делия". Все это приводит к спеканию прйсадочного материала и его соеди йейию с восстанавливаемым изделием °

Кроме того, так как в качестве мате) риала оправки используют материал, претерпевающий при температуре выше температуры спекания присадочного ма териала обратимое Фазовое превращение, при нагреве возникают дополнительные напряжения, способствующие более качественному соединению покрытия с иЭделием, Применение оправки позволяет ври охлаждении разгрузить изделие до его полного охлаждения. Если нагрев про; водить со скоростями выше 500 /сек, это приведет к импульсному нагружению, изделия, оправки и присадочного материала со скоростями выше 3 мм/сек„

В результате импульсного нагружения происходит значительное увеличение подвижности атомов изделия и присадочного материала. Это приводит к увеличению диффузионной зоны, а следовательно, к повышению надежности H качества получаемого соединения. Кроме того, при нагреве со скоростями о выше 500 /сек интерметаллические соединения, которые появляются при соединении разнородных материалов при медленном нагреве, образоваться не успевают, что позволяет избежать охрупчивания получаемого соединения и снижения его прочности, Предлагаемый способ опробован при

ЗО нанесении сплава типа нирезист, имеющего коэффициент термического расширения 22,3.10 6 град, в состав которого входят: никель (16,7Ъ); медь (5,0Ъ); хром (2,84Ъ)1 марганец (2,5Ъ|;

З5. углерод (1,1Ъ); фосфор (О,ЗЪ); сера (0,1Ъ)> бор (О,ЗЪ); железо — остальное, на технически чистый алюминий чистоты 99,98Ъ с коэффициентом термического расширения 25,4.10 6, 40 град .

Испытания проводились на образцах диаметром 5 мм и высотой 25 мм. Два алюминиевых образца помещались в цилиндрическую оправку, изготовленную

45 из нержавеющей стали 1) 18Н10Т с коэфФициентом термического расширения

16.10 град, таким образом, чтобы между образцами находился износостойкий присадочный материал в виде мелкодисперсного порошка. Оправка, образцы и помещенный между ними присадочный материал нагревались путем пропускания импульса электрического тока, до температуры 600 С со скоростью 600 /сек. После нагрева образцы извлекались иэ оправки и подвергались механическим испытаниям.

Прочность соединения алюминия со сплавом ниреэист, полученного по предлагаемому способу, приближается

60 к прочности исходного алюминия. увеличение прочности полученного соединения связано с образованием гораздо более обширной диффузионной зоны между соединяемыми материалами

65 за счет увеличения диффузионной под703295

Формула и з а бр ет ения

Ссставитель Н.Тютченкова

Редактор И.Острова Техред С. Мигай Корректор Г.Решетник

Заказ 7714/14 Тираж 1222 Подписное цнИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 вижности атомов соединяемых материалов в результате их импульсного нагружения. Кроме того, при быстром нагреве в диффузионной зоне не успевают образоваться хрупкие интерметаллйческйе соединения между алюминием и железом, входящим в состав сплава нирезист.

Способ восстановления изношенных

10 поверхностей, при котором на восстанавливаемой поверхности размещают присадочный порошкообразный материал, нагревают его и создают сварочное дав ление за счет разницы в коэффициентах термического расширения материала оправки и свариваемых материалов, о т - л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и надежности соеди20 нения присадочнОго материала с матери -" алом восстанавливаемого иэделия путем создания-дополнительного импульсного давления, в качестве материала оправки используют материал, претерпевающий при температуре выше температуры спекания-порошкообразного присадочного материала обратимое фазовое превращение, сопровождающееся объемным эффектом, а нагрев производят выше температуры -спекания присадочного порошкообразного материала со скоростью не менее 500 /сек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР р 307877,:кл. В 23 Р 7/00, 1970.

2. АвторсКае свидетельство СССР

Р 552137, кл В 22 F 7/04, 1976 (нрототип) .