Способ изготовления биметаллических изделий

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ В(71) Научно-исследовательский институттехнологии криогенного машиностроения(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к сварке давлением с применением нагрева и может бытьиспользовано для изготовления биметаллических изделий, преимущественно сталеалюминиевых, например кухонной посудыиз нержавеющей стали с днищем из теплораспределяющего слоя. Цель изобретения - улучшение качества за счет повышения прочности сцепления и обеспечение сплошности провара по всей соединяемой поверхности. На заготовке 1 из нержавеющей стали марки 12 Х 18 Н 10 Т диаметром 160 мм размещают торообразную заготовку 2 из алюминия АДс наружным диаметром 100 мм, внутренним 50 мм. Соединяемые поверхности заготовок перед сборкой зачищают и обезжиривают, После сборки, пакет нагревают до 450 С и подвергают сдавливанию до полного растекания алюминия по поверхности нержавеющей заготовки. После разрезки биметаллического изделия на ряд полос не обнаружено отслаивания и непровара. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к сварке давлением с применением нагрева и может бытьиспользовано для изготовления биметаллических изделий, преимущественно сталеалюминиевых, например, кухонной посуды(соусниц, кастрюль, сковород, варочных аппаратов) из нержавеющей стали, днища которой снабжены теплораспределяющимслоем из металлом, хорошо проводящимтепло, таким, как алюминий, медь или ихсплавы,Целью изобретения является улучшение качества за счет повышения прочностисцепления и обеспечение сплошности провара соединяемых поверхностей.Способ изготовления биметаллическихизделий включает сборку пакета из заготовок с различными пластическими характеристиками, их нагрев и последующеесдавливание, при этом заготовку из болеепластического материала выполняют кольцевой, а при сборке пакета ее размещаютосесимметрично на свариваемой поверхности заготовки не менее пластичного материала, Заготовку из более пластичногоматериала можно выполнять в виде тора.Получение качественного соединения,прочного сцепления слоев алюминия илиего сплавов с нержавеющими сталями затруднено ввиду наличия на их поверхноститугоплавких оксидных пленок, снижающихадгезионную способность. Надежное соединение происходит только в тех местах,где происходит взаимное относительное перемещение соединяемых поверхностей,В случае выполнения заготовки из более пластичного материала кольцевойформы, при сборке пакета площадь первоначального контакта представляет собойкольцо (в случае тора - окружность, контактпо линии). Такое выполнение заготовки позволяет достичь поставленной цели: получить качественное соединение по всейповерхности, так как при осаждении пакетаи деформации происходит последовательное перемешивание очага деформации алюминия (линии контакта) к центру ипериферии, что сопровождается разрушением оксидных пленок на трущихся поверхностях,созданием непосредственногоконтакта чистых металлов и их схватыванием (сцеплением) по всей поверхности,На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа,Заготовку 1 кастрюли из нержавеющейстали и заготовку 2 теплорасширяющегослоя предварительно обезжиренные и зачищенные собирают в пакет, при котором торообразную заготовку 2 из наиболеепластичного материала располагают осе 5 10 15 20 25 30 симметрично на наружной поверхности днища кастрюли и совместно нагревают дотемпературы, не превышающей температуры плавления материала заготовки 2,Пакет устанавливают на специальную оправку 3, смонтированную на столе 4 пресса. При рабочем ходе ползуна 5 пресса производят осаждение с усилием, обеспечивающим течение материала заготовки 2, Осаждение производят путем приложения нормальной нагрузки, В процессе деформации происходит растекание материала заготовки 2, относительное перемещение материала соединяемых поверхностей, разрушение окисных пленок на трущихся поверхностях и их взаимное схватывание. Вследствие растекания заготовки 2 по поверхности днища заготовки 1 как к центру его, так и к периферии, площадь приваренных поверхностей при сплошности провара составляет 90 - 95 от общей площади дна кастрюли.Размеры кольцеобразной заготовки относительно диаметра днища кастрюли определяют расчетно-опытным путем, При известной требуемой толщине теплораспределяющего слоя 1, диаметре днища кастрюли О и площади Р масса направляемого металла, т.е. объем тора равен Ч = Р с, С учетом разности сопротивления течения металла к центру и периферии средний диаОметр тора выбирается равным бр,тора= откуда легко определяются размеры попе речного сечения тора,Для экспериментальной проверкипредлагаемого способа на пластине из нержавеющей стали марки 12 Х 18 Н 10 Т диаметром 160 мм размещают торообразную 40 заготовку из алюминия АДразмерами;наружный диаметр 100 мм, внутренний 50 мм. Соединяемые поверхности заготовки перед сборкой зачищают наждачной шкуркой с зерном М 80 - 100 и обезжиривают 45 органическими растворителями (хладон, четыреххлористый углерод и т,д.), После сборки пакет нагревают до с = 450 С и подвергают сдавливанию до полного растекания алюминия по поверхности 50 нержавеющей заготовки. После разрезкибиметаллического изделия на ряд полос мест отслаивания и непровара не обнаруживают, прочность сцепления превышает аналогичные образцы, выполненные в 55 соответствии с известным способом в 3 -3,5раза.Предлагаемый способ допускает использование промежуточных прокладок из материала, препятствующего образованию интерметаллидов, а также дополнительного1720830 15 20 30 35 40 45 50 Составитель И,НиколаеваТехред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая Редактор М,Бланар Заказ 916 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нанесения пленки поверхностно-активного металла, например, галлия,Формула изобретения 1. Способ изготовления биметаллических изделий, включающий нагрев загото. вок с различными пластическими характеристиками, их сборку в пакет и последующее соединение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества за счет повышения прочности сцепления и обеспечения сплошности провара по всей соединяемой поверхности, заготовку из более пластичного материала выполняют кольцевой, а при сборке пакета ее размещг ют осесимметрично на свариваемой повер.хности заготовки из менее пластичного материала.2, Способ по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что кольцевую заготовку выполняют 10 в виде тора,