Способ изготовления биметаллических изделий

592564 Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. сви аявлено 65.11,75 (21) 2190529/25-27 ЧК 1 В 23 вкиприсоединением 3) Приорите Государстееннын комитет Совета Миннстрев СССР по ленам изобретений(72) Автор изобретения В. В, Брод зико-технический институт АН Белорусской ССР) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИ ИЗДЕЛИЙоббам оряматериала, не поди агружению, прои ирования произвоатуры 500 в 7 С, пературе в течение ествляют закалку,иепо Предлагаемое изобретение относится класти машиностроения, а именно к спосоизготовления биметаллических изделий гчим деформированием,Известны способы изготовления биметаллических изделий, вьополняемые по следующей технологической схеме; сборка пакера изпластин различных марок сталей, нагрев дотемпературы горячей обработки давлением,осадка и охлаждение. 10Известен способ, включающий сборку основы заготовки с промежуточной прокладкойи плакирующим слоем, нагрев до температуры пластической деформации плакирующегослоя, горячую деформацию, закалку и отпускпо режиму материала основы.Недостапками способов являются неравномерность пластической деформащии материалов, составляющих заготовку, а такженевысокая прочность материала изделия и 20биметаллического соединения из-за возникновения термических и структурных напряженийв процессе охлаждения.Целью изобретения является повышенпрочности. Для этого по предлагаемому ссобу перед сборкой материал заготовки сбольшим сопротивлением пластическому деформированию подвергают импульсному нагружению в пределах зоны упруго-пластической деформации, а нагрев под горячую де- З 0 формацию ведут,по режимувергшегося импульсномуэтом после горячего деформдят охлаждение до темпервыдерживают при этой тем5 - 60 мин,;после чего осущ Способ осуществляют следующим образом, Перед сборкой многослойной заготовки материал с большим сопротивлением пластическому деформированию подвергают имзтульсному нагружению в пределах зоны упруго- пластической деформации, например в процессе детонации плоского заряда взрывчатого вещества, устанавливаемого на поверхность заготовки, После этого собирают плакирующую заготовку с промежуточной прокладкой и основой, герметизируют контактные поверхности обжатием кольца по контуру либо обваркой. Собранную заготовку нагревают,по режиму материала, не подвергшегося импульсному нагружению, до температуры термодинамической стабильности аустенита (930 - 1200 С), а затем подстуживают на 50 - 150 С, пластически деформируют со свариванием частей заготовки и формообразованием изделия, охлаждают до 500 - 700 С, выдерживают при этой температуре в течение 5 - 60 мин, после чего осуществляют закалку.5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 Составитель Н. Чернилевская Техред И. Рыбкина Корректор В. Гутман Редактор Л. Василькова Подписное Заказ 971/28 Изд.195 Тираж 1207НПО Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Тип. Харьк. Фил. пред, Патент Полученную поковку вначале отпускают по режиму материала основы, затем механически обрабатывают, а при необходимости повышения твердости повторно закаливают.П р и м е р. При изготовлении толкателя клапана двигателя Дв биметаллическом исполнении плакирующую заготовку из стали ШХ 15 толщиной 5 мм с наваренной на него прокладкой толщиной 1 мм из стали 10 подвергают импульсному нагружению в процессе детонации заряда взрывчатого вещества из аммонита 6 КВ толщиной 15 мм, который устанавливают на торцовую, поверхность с перекрытием по контуру и инициируют с торца. При этом детонационная волна распространяется вдоль торцовой поверхности, обеспечивая равномерное нагружение всей поверхности ударными волнами. После чего плакирующую заготовку устанавливают в углубление в торце основы из стали 45 и на прессе завальцовывают ее по контуру. Собранную заготовку нагревают до 1100 - 1150 С, а затем подстуживают до 1050 - 1000 С, выдавливают головку толкателя одновременно со свариванием частей, составляющих заготовку, охлаждают проточным воздухом до 550 - 500 С, выдерживают при этой температуре 10 мин, после чего осуществляют закалку в масло.Полученную, поковку вначале отпускают при 350 С, затем механически обрабатывают, повторно закаливают плакирующий слой токами высокой частоты с нагрева до 900 - 920 С и отпускают при 180 С, Твердость материала основы толкателя клапана равна НКс 34 - 38, а плакирующего слоя после повторной закалки - НКс 62 - 64.Такой способ изготовления повышает ударную вязкость материала изделия, в том числе и биметаллического соединения, на 30 - 60%,Эффект достигается импульсным нагружением в пределах зоны упруго-пластической деформации в результате измельчения зерна при нагреве перед пластической деформацией, увеличивающего суммарную степень де,рормации множественным скольжением, по- :кольку возмущения, распространяющиеся в материале в виде волн напряжения, активируют выделение в-фазы и создают высокоугловые подвижные границы зерен, двойники и линии скольжения, что обеспечивает в процессе проходящей рекристаллизации и перекристаллизации превышение скорости образования зародышей зерен над их ростом, Кроме того, неравновесное состояние кристаллической решетки с повышенной потенциальной энергией интенсифицирует а в у-превращение и позволяет вести нагрев с более высокими скоростями из-за увеличивающейся теплопроводности и возможности прохождения микро- деформаций по непараллельным плоскостям скольжения. Выдержка при охлаждении в течение 5 - 60 мин в интервале 500 - 700 С повышает ударную вязкость материала за счет выравнивания температуры изделия по сечению с одновременной перестройкой и перераспределением дислокаций переползанием, что уменьшает величину термических и структурных напряжений.Использование предлагаемого способа обеспечивает улучшение физико-механических свойств материала изделия; повышение равномерности пластического течения материалов, составляющих заготовку, и повышение прочности материала изделия и биметаллического соединения, а также уменьшение коробления изделия при закалке. Формула изобретения Способ изготовления биметаллических изделий, включающий сборку основы заготовки с промежуточной прокладкой и плакирующим слоем, нагрев заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, горячую деформацию, закалку и отпуск по режиму материала основы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, перед сборкой материал заготовки с большим сопротивлением пластическому деформированию подвергают импульсному нагружению в пределах зоны упруго-пластической деформации, а нагрев под горячую деформацию ве,дут по режиму материала, не подвергшегося импульсному нагружению, при этом после горячего деформирования производят охлаждение до температуры 500 - 700 С, выдерживают при этой температуре в течение 5 - 60 мин, после чего осуществляют закалку.