Способ восстановления деталей

 

Использование: в литейном производстве , в частности в способах восстановления изношенных деталей наплавкой жидким металлом. Сущность: восстанавливаемую заготовку перед установкой и заливкой ее расплавом в литейной форме обрабатывают погружением в перегретый на 10.. И 00 С расплав металла в ковше с одновременным ее перемещением и вибрацией, и выдержкой на воздухе до образования потемненной шлаковой корки, удаляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС КИХ

РЕСПУБЛИК >5 В 22 D 19/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4953230/02 (22) 03.04.91 (46) 15.06.93. Бюл. Р 22 (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики AH УССР (72) Р.R.Êîeàëüñêèé, Б,И.Бутаков, О.В,Мамыкин, И.А,Махиня и Е.Т.Шевченко (73) Институт импульсных процессов и технологий (56) Авторское свидетельство СССР

h 261134, кл. В 22 D 19/00, 1968. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам восстановления изношенных деталей наплавкой жидким металлом.

Известные способы наплавки изношенных деталей жидким металлом включают предварительную механическую обработку для удаления выступов на восстанавливаемой поверхности - концентраторов напряжений (авт. св. Р 1222410, кл. В 22 D 19/00), что приводит к усложнению и удорожанию процесса. Нагрев деталей перед наплавкой до температуры близких к температуре плавления требует использования сложного и ророгого нагревательного оборудования и мер по предохранению восстанавливаемой поверхности от окисления (авт. св, М 101182, кл. R. 23 К 9/04). Подплавление поверхности заготовок во время наплавки различными экзотермическими об„„5U„„1822372 АЗ (57) Использование: в литейном производстве, в частности в способах восстановления изношенных деталей наплавкой жидким металлом, Сущность: восстанавливаемую заготовку перед установкой и заливкой ее расплавом в литейной форме обрабатывают поо гружением в перегретый на 10..„100 С расплав металла в ковше с одновременным ее перемещением и вибрацией, и выдержкой на воздухе до образования потемненной шлаковой корки, ураляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму. мазками нежелательно, когда необходимо добиться высокого качества наплавляемого слоя (авт. св. 1258602, кл. R 22 D 19/00).

В качестве прототипа выбран способ восстановления деталей (авт„св.

М 261134,. кл. В 22 п 19/00, 1968), включающий обработку поверхности заготовки, установку и заливку ее расплавом в литейной Форме, Недостатком этого способа является продолжительность процесса и ограниченность его применения.

Пелью изобретения является сокращение времени процесса восстановления и расширение егo техн логических возможностей„

R способе восстановления деталей, включающем обработку поверхности заготовки, установку и заливку ее расплавом в литейной Форме, согласно изобретению, обработку з. готовки ве1822372 дут с погружением в перегретый на

10...100 С расплав металла в ковше с одновременным ее перемещением и. вибрацией и выдержкой на возрухе до образования потемневшей шлаковой корки, удаляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму.

Использование вибрации и перемещений заготовки в объеме ковша дает возможность ускорить нагрев и оплавление в 2-3 раза. Кроме того, целенаправленные перемещения (вращения) или вибрации заготовки дают возмож"ность локализовать на поверхности за- 15 готовки зоны преимущественного оплавления. O скорости тепловых процессов можно сурить по скорости изменения температуры расплава, которая для заготовки в 100 кг с вибрацией в 10тонном ковше составляют не меньше

10 С/мин, а без нее - 3-5 С/мин. Оплавление такого образца с вибрацией заметно уже после 2,0 мин, без вибрации - через 5 мин и более. Для бы- 25 строго ураления подплавленного разупрочненного слоя на поверхности, погруженной в расплав заготовки, вибрация должна иметь характер серий ударов с частотами 1-20 Гц. При час- gp тоте электрогидравлического вибратора 8 Гц стокилограммовая заготовка оплавляется на 10 кг за 3 мин.

Так как теплота расплава расходуется на нагрев заготовки и ее плавление, то, чтобы не ропускать переохлаждения расплава ниже темпЕратуры разливки, его перегревают на 10...

100 С в зависимости от веса заготовки и времени ее выдержки в ковше. 4р

Нижний предел перегрева обусловлен тем, что раже при минимальном поглощении теплоты расплава заготовкой небольшого веса температуры расплава понижается за счет нагрева вибрирую- 45 щей штанги, на которой погружают электрор. Йсхоря из того, что минимальное время погружения приблизительно равно 0,5 мин, практически для десятитонного ковша с расплавом стали достаточное время перегрева при использовании нефутерованной стальной штанги равно 10 С. Максимальный перегрев - 100 С обусловлен возможностями используемого печного оборудования, стойкостью Футеровки ковшей и

55 потерями тепла при выпуске. Причем для наплавки целесообразно использовать объемы ковшей,не превышающие где ЧтC скорость парения температуры при оплавлении заготово ки, С/мин; время оплавления;

30 тонн., т.е„ те ковши, которые вмещают разовый выпуск металла из наиболее- распространненых типов плавильных печей.

Извлекаемая из ковша после оплавления заготовка всегда проходит через шлак, при этом на ее поверхности намораживается слой шлака, который, охлаждаясь на возрухе, превращается в твердую потемневную корку„ Толщина этой корки в зависимости от марки шлака, его температуры и рругих внешних условий может быть в пределах

1-20 мм, В тверром состоянии корка очень хрупкая, поэтому без труда ураляется перед наплавкой постукиванием по ней молотком или ударным встряхиванием заготовки, В данном случае шлаковая корка предохраняет оплавленную поверхность от окисления и охлаждения, поэтому ее необходимо удалять непосредственно перер операцией наплавки. Продолжительность выдержки заготовки лимитируется лишь готовностью следующей операции, так как шлаковая корка темнеет сразу, через 15-30 с после извлечения заготовки из ковша. Отбивка темной корки обнажает раскаленную поверхность заготовки, которую во избежание окисления и охлаждения следует наплавлять сразу. Охлаждение заготовки в шлаковой корке дп комнатной температуры показало, что оплавленная поверхность не имеет следов высокотемпературной коррозии, а имеет металлический блеск и узорчатый микрорельеф -. результат выплавления эвтектической составляющей сплава.

Погружение в расплав перед наплавкой в каждом конкретном случае может быть использовано для нагрева заготовки, очистки и подплавления поверхности, оплавления с целью придания необходимых размеров и формы заготовки, оплавления с целью удаления дефектного слоя.

Восстановление деталей производят по следующей технологии.

Металл до наплавки и оплавления перегревают в печи выше температуры разливки на температуру ЬТ, равную

18223

ЬТ - потери температуры при выЬ пуске стали.

Формула изобретения

Составитель lO.Ковальский

Техред М.Моргентал Корректор Н Кешеля

Редактор

Ю Ю

Заказ 2116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Металл выливают иэ печи в ковш, в который опускают заготовку, закрепленную на вибрационном устройстве.

Включают вибратор, производя олновременные перемещения заготовки по объему ковша. После завершения оп- 1О лавления вибрацию прекращают, а заготовку извлекают через слой шлака на воздух. Отбивают потемневшую корку шлака и производят наплавку, заполнением зазора между заготовкой и ли" 15 тейной йормой жидким металлом.

Пример. Восстанавливали деталь - цилиндрический волновод для виброимпульсной обработки расплавов, длиной 2 м, ф 160 мм с насадкой на свободном конце ф 240 мм и длиной

200 мм. Процесс наплавки был встроен в технологию разливки стали в литейном цехе таким образом, что при подаче одного 1О-тонного ковша с металлом восстанавливался орин волновод. При этом волновор погружают в ковш с расплавом литейной стали с температурой

1600 С на глубину 0,5 м насадкой на шлак. С частотой 8 Гц и энергией в электрическом импульсе 5 краж включают электрогидравлический вибратор, к которому непогруженной частью закреплен волновол. Вибрируют в течение 3 минут, производя также пере- 35 мещение волновода по глубине. В результате температуру металла понижают до 1570 С. Изношенная насадка воло новода оплавилась дп ф160 мм. При таком размере удобно восстанавливать 4О волновод в открытой литейной форме, После того как волновод вынули, его выдерживают на воздухе до потемнения шлаковой корки (2-3 мин). 3а это время литейную форму, выполненную по 45 форме насалки волноводэ) заполняют жидким металлом (из этого же или другого ковша). В отверстие формы под ф 160 мм после отбивки шлаковой корки, опускают разогретый волновод до 5р

72 б требуемого уровня (возможен также подъем формы с жидким металлом к неподвижному BollHosopy). Излишек металла вытесняется в кольцевое углубление на форме. После остывания волновод извлекают из формы и очищают.

Восстановленный таким образом волновод бып в рабочем состоянии, так как не требовал ральнейшей механической обработки. По своим служебным свойствам он приближался к цельному волноводу и превосходил волновод, для ремонта которого применялась сварка.

Преллагаемый способ по сравнению с прототипом и аналогами эа счет подплавления заготовки обеспечивает более высокое качество наплавки, обеспечивая возможность прогревать по-! верхность заготовки за 3-5 мин до температур, близких к температуре плавления сплава детали с минимальным окислением оплавленной по- верхности. При этом поднимается верхHRR граница интервала температур активной дийфузии на границе: поверхность заготовки - наплавляемый металл. Кроме того, качество наплавки повышается эа счет растворения и вымывания примесных и легкоплавких фаэ с поверхности заготовки (травление в расплаве), Способ восстановления деталей, включающий обработку поверхности заготовки, установку и заливку ее расплавом в литейной форме, о т л M ч а" ю шийся тем, что, с целью сокращения времени процесса восстанов" ления и расширения его технологических воэможностей, обработку велут погружением в перегретый на 10-100 С расплав металла в ковше с одновременным ее перемещением и вибрацией и выдержкой на воздухе, до образования потемневшей шлаковой корки, удаляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму„