Патент на изобретение №2192337
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ИЗНОСОСТОЙКИМИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ С ЗЕРНИСТОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗОЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способам электродуговой наплавки для нанесения на поверхности деталей специальных композиционных слоев, обладающих повышенной износостойкостью. На поверхности изделия создают ванну расплавленного металла и наносят слой армирующих частиц. Процесс ведут в среде защитных газов. Ванну расплавленного металла создают под слоем армирующих частиц. На армирующие частицы предварительно наносят электроизолирующее и термозащитное покрытие. Реализация способа позволяет значительно расширить диапазон применяемых наплавочных материалов и режимов наплавки. 1 з.п.ф-лы. Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способам электродуговой наплавки для нанесения на поверхности деталей специальных композиционных слоев, обладающих повышенной износостойкостью, стойкостью против задиров, ударных нагрузок, коррозии и т.д., благодаря упрочнению прочными армирующими частицами, в частности карбидами, нитридами, боридами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ наплавки частицами твердого сплава, по которому на поверхности изделия создают ванну расплавленного металла и в кристаллизующуюся часть этой ванны вводят частицы твердого сплава (Юзвенко Ю.А. и др. Способ наплавки. А.с. СССР 472764, В 23 К 9/04, заявл. 9.01.74, 1985146/26-27, опубл. БИ 21, 1975). Недостатком этого способа является возможность шунтирования сварочной дуги армирующими частицами, покрытыми электропроводящей оболочкой, что создает вероятность нарушения процесса оптимального формирования наплавленного валика и несплавления его с основным металлом и накладывает жесткие условия на диапазон дозирования армирующих частиц, подаваемых в ванну расплавленного металла. Кроме того, этот способ требует введения дополнительной энергии на подогрев армирующих частиц твердого сплава перед введением их в ванну расплавленного металла и усложняет процесс в связи с необходимостью применения специальных дозаторов для подачи армирующих частиц. Задачей изобретения является расширение диапазона применяемых наплавочных материалов и режимов наплавки. Поставленная задача достигается тем, что способ электродуговой наплавки износостойкими композиционными материалами с зернистой упрочняющей фазой, при котором на поверхности изделия создают ванну расплавленного металла, наносят слой армирующих частиц, процесс ведут в среде защитных газов. Новым в способе является то, что ванну расплавленного металла создают под слоем армирующих частиц, нанесенных на поверхность наплавляемой детали. Кроме того, на армирующие частицы предварительно наносят электроизолирующее и термозащитное покрытие. Способ осуществляют следующим образом. На поверхность детали, предназначенную для армирования износостойким слоем, наносят слой армирующих частиц, имеющих электроизолирующее и термозащитное покрытие. Наплавку осуществляют плавящимся электродом в полуавтоматическом или автоматическом режиме в среде защитных газов, например аргона или углекислого газа. Сварочная дуга возникает между поверхностью наплавляемой детали и плавящимся электродом, благодаря чему ванна расплавленного металла образуется под слоем армирующих частиц. Последние под действием сил гравитации и движения расплавленного металла ванны перемешиваются с ним и оседают в хвостовой части ванны. Насыщение расплавленного металла ванны армирующими частицами на всю ее глубину, независимо от плотности частиц, обеспечивается давлением верхних слоев частиц на нижние. В результате создается композиционный материал с максимальной для данной грануляции плотностью упаковки армирующих частиц. Оставшийся сверху “излишний” слой армирующих частиц используется для последующих наплавок. Вероятность возникновения сварочной дуги в слое армирующих частиц предотвращается нанесением на них электроизолирующего покрытия, а защита частиц от высоких температур дуги и перегретого металла ванны осуществляется введением в покрытие термозащитных компонентов. В качестве материала защитной оболочки армирующих частиц могут быть использованы компоненты электродных покрытий и сварочных флюсов. Предлагаемый способ не требует специального дозирования армирующих частиц и принудительной подачи их в ванну расплавленного металла. Армирующие частицы перемешиваются с металлом сварочной ванны под действием сил гравитации и потоков расплавленного металла. Основное его достоинство заключается в возможности использования широкого спектра исходных материалов как матрицы сплава, так и армирующих (упрочняющих) частиц. В качестве материалов матрицы за счет применения различных марок плавящегося электрода могут быть выбраны углеродистые, высокопрочные, коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаростойкие стали, цветные металлы и сплавы. Материал армирующих частиц выбирается в зависимости от целей наплавки. Как правило, это твердые материалы и сплавы: карбид титана в металлической матрице, литой карбид вольфрама, отходы твердых сплавов, колотая дробь отбеленного чугуна и т.п. Для увеличения ширины наплавляемого валика наплавку осуществляют поперечными колебаниями электрода. Экспериментальным путем установлен оптимальный диапазон размеров армирующих частиц, который лежит в пределах от 0,4 до 3 мм. Наплавку под слоем армирующих частиц литого карбида вольфрама грануляцией 0,5-3 мм выполняли проволокой Св-08Г2С, диаметром 1,2 мм в среде углекислого газа с поперечными колебаниями электрода на пластины из Ст 3, толщиной 6 мм. Высота слоя армирующих частиц перед наплавкой составляла 10 мм. В результате получены наплавленные валики шириной 30 мм и высотой 8 мм. Металлографические исследования показали плотную упаковку зерен карбида вольфрама по всему сечению наплавленного валика. Объемная концентрация армирующих частиц в наплавленном слое 60%. Способ прост и надежен. Им можно наплавлять изделия, работающие в условиях интенсивного абразивного и ударно-абразивного износа. Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.11.2005
Извещение опубликовано: 10.10.2006 БИ: 28/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
