Способ соединения деталей

Способ соединения деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е (935222

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву N 588080 (22)Заявлено 03.10.80 (21) 2988877/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

В 23 К 1/00

В 23 Р 11/02

Государственный комнтет по делан нзабретеннй н открнтнй

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень Рй 22 (53) УдК 621. 791

3(088.8) Дата опубликования описания 15.06.82

В.С. Сапелкин, А.И. Соловей, А.П. ОбразцоР и В.Н.. Нужий -"-- =

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

1О

Изобретение относится к соединению деталей из различных материалов.

Известен способ соединения деталей при котором в местах соединения образуют полость и размещают в ней промежуточный элемент, изготовленный из гидрообразующего материала, а для образования соединения производят гидрирование промежуточного элемента, в результате чего он увеличивается в объеме и расклинивает полость (1 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что при воздействии на соединение виброударных и терми15 ческих нагрузок возможно хрупкое разрушение места соединения. Такое разрушение происходит из-за растрескивания, промежуточного элемента, которое обычно возникает на его концевых участках и распространяется по сечению элемента.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности соединения под воздействием виброударных и термических нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу соединения деталей, включающему образование полости в местах соединения, размещение в ней промежуточного элемента гидрообразующего материала и его гидрирование, в промежуточный элемент дополнительно вводят не образующие гидриды материалы в виде дискретных волокон.

Пример 1. В торцах втулок с толщиной 4 мм, выполненных из сплава АИг6 и из стали X18H10Ò, вытачивают и кольцевые проточки размером

2х2 мм, образующие полость между торцами втулок при их стыковке. Изготавливают промежуточный элемент в виде кольца из циркония, в который предварительно вводят волокна нихромовой проволоки. Промежуточный кольцевой элемент изготавливают методом порошковой металлургии, смешивая порошок циркония с проволочными волок93522

25 30

45

3 нами нихрома диаметром 0,1-0,2 мм, длиной 3-5 мм с последующим горячим прессованием заготовок, из которых механической обработкой получают армированные кольца. Армированное нихромом циркониевое кольцо вставляют по скользящей посадке в полость меж10

15 . 20 ду втулками. Сборку нагревают в атмосфере водорода (0,1 МПа) до 400 С в течение 1 ч и затем охлаждают температуры. Полученное соединение обладает герметичностью при .давлении воздуха до 4 МПа.

Количество волокон в гидридообразующем промежуточном элементе варьируют из условия обеспечения заданной степени объемного разбухания и повы-. шенной виброударной и термоциклической прочности мес а соединения.

При объемном содержании нихромовых волокон в цирконии, составляющем 5153, обеспечивается высоконадежное скрепление деталей.

Иеталлографическое изучение шлифов показывает, что при 400 С происо ходит механическое скрепление между нихромовыми волокнами, гидридом циркония и втулками. Как показывают исследования места соединения, армированное кольцо плотно заполняет всю полость между втулками и создает в ней эффект заклинивания. Ударная прочность соединении проверяется воздействием на внутреннюю втулку соединения груза массой 50 г, свободно падающего с высоты 1 м. Испытания показывают, что соединение с помощью армированных. гидридных колец выдерживают до разрушения 118 ударов, а соединение с неармироеанными гидридными кольцами - 14 ударов. Исследование на циклическую термопрочность нагрев до 500 С и охлаждение в воде до 20 С) соединения, содержащего армированные и неармированные гидридные кольца, показывают, что соединение с помощью армированных гидридных колец выдерживают 75 циклов нагрев охлаждение без образования трещин, в то время, как в соединении с неармированными гидридными кольцами наблюдается их растрескивание уже после 5 термоциклов.

Пример 2. Осуществляют соединение втулок, геометрические разме- 55 ры которых приведены в приборе 1.

Одну втулку выполняют из стали Х18HlOT дРугую из стали 35ХГСА. Промежуточ2 ф ный кольцевой элемент изготавливают из порошка иттрия с волокнами нихромовой проволоки (см. пример 1). После сборки деталей осуществляют их вью держку в среде водорода при 900 С

0,5 ч, при давлении водорода 0,5 МПа.

Таким образом получают герметичное соединение.

Исследование структуры места соединения показывает наличие диффузионного скрепления нихромовых волокон с гидридом иттрия и стальными деталями в местах контакта кольца со стенками полости. Испытания полученного соединения при условиях, аналогичных приведенным в примере 1, показывают резкое. увеличение ударной и термоциклической прочности соединения с кольцами из армированного гидрида иттрия, по сравнению с соединениями при помощи неармированного гидрида иттрия.

По предлагаемому способу осуществляют соединение деталей, изготовленных из сплавов меди, алюминия, никеля, фторопласта, керамики и других е различном их сочетании с помощью армированных прокладок из циркония, титана иттрия, сплавов титан-железо, интерметаллидов лантанникеля и других гидрообразующих металлов и сплавов.

Соединения деталей трубопроводов, подвергающихся виброударным нагрузкам показывают повышенную эксплуатационную надежность, особенно при размещении волокон в направлении действия растягивающих усилий, которые возникают в соединениях в процессе эксплуатации. Введение в промежуточный элемент волокон пластичных материалов, которые диффузионно скрепляются с деталями при гидрировании, обеспечивает резкое повышение динамической прочности места соединения.

Такие материалы выбираются с учетом их диффузионных свойств, обеспечивающих взаимопроникновение материалов е местах контактов друг с другом в процессе гидрирования и образования переходных сварных швов. Развивающиеся в процессе гидрирования усилия на контактные поверхности превышают значения в 1000 г/мм и обеспечивают

2 процесс диффузионного скрепления материалов в атмосфере водорода. В зависимости от требуемой виброударной и термоциклической прочности соединения и свойств соединяемых материалов в промежуточный элемент вводят

935222 е

Формула изобретения

Составитель Ф.Конопелько

Редактор Н. Горват Техред Т. Маточка Корректор А.Ференц

Заказ 4114/16 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 такие материалы как алюминий, медь, различные стали, графиты, тугоплав-. кие окислы, карбиды и т.п. Причем материалы вводят в виде волокон, проволоки и т.п. 5

Как показывают испытания,предлагаемый способ, по сравнению с известным,обеспечивает повышение виброударной и термоциклической прочности соединений. Возможность осуществления 10 диффузионного скрепления материалов соединения друг с другом позволяет использовать предлагаемый способ для соединения деталей, работающих в условиях повышенных вибраций, перепадов температуры, давлений или вакуума.

Способ соединения деталей по авт. св. N 588080, о т л и ч а юшийся тем, что, с .целью повышения эксплуатационной надежности соединения под воздействием виброударных и термоциклических нагрузок, в промежуточный элемент дополнительно вводят не образующие гидриды материалы в виде волокон.

Источники информации,: принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 588080, кл. В 23 К 1/00; 09.08.76 (прототип).