Способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов

(19) 23 К 2014 ЕН И Е ИДЕТЕЛ ЬСТ ОРСКОМ ЕСкий ронкин, Г. Расскак Р СВАРКАТЕРИА нии и ре ащенны ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 715258, кл. В 23 К 20/14, 1980(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОИДЕТАЛЕЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХЛОВ(57) Использование: при изготовлмонте режущих инструментов, ос Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в инструментальной промышленности при изготовлении и ремонте режущих инструментов, оснащенных двухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами (АТП),Известен способ соединения твердосплавной пластины со стальной державкой путем наложения пластины на державку, их нагрев, прижатия друг к другу и выдержки в таком состоянии, причем пластину с державкой нагревают до температуры начала пластической деформации державки, затем сааривают контактной сваркой и подвергают отпуску в предварительно разогретой печи (1). Известен способ получения биметаллических изделий, преимущественно труб, путем коаксиальной сборки слоев, нагрева, совместной их деформации и выдвухслойными режущими элементами, в частности алмазно-твердосплавными пластинами. Сущность изобретения: при диффузионной сварке деталей из разнородных материалов в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузйойной сваркина 300 - 400 С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую -выдержку производят при этой температуре в течение 2 - 3 ч. 2 табл.держки заготовки при температуре сварки, причем совместную деформацию производят при температуре на 50 - 200 С выше температуры сварки со степенью 0,5 - 3 (2).Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в коническое отверстие одной детали вставляют другую деталь с наружной конической поверхностью сначала на неполную глубину, а затем свариваемые поверхности совмещают полностью и производят нагрев с изотермической выдержкой, при этом полное совмещение свариааемых поверхностей производят путем нагрева до температуры, превышающей температуру сварки на 100 - 200 С, после чего температуру снижают до температуры сварки.Известные способы соединения двух деталей, как аналоги, так и прототип, необеспечивают возможность соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента, так как в них предусмотрена высокая температура нагрева деталей, при которой алмазный слой теряет свои свойстваЦель изобретения - обеспечение возможности соединения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента.Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки деталей из разнородных материалов, при котором в отверстие одной детали вставляют другую деталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой, вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превышающей температуру диффузионной сварки на 300 - 400 С, после установки в нем пластины осуществляют охлаждение до температуры диффузионной сварки, а изотермическую выдержку производят при этой температуре в течение 2 - 3 часов,Способ осуществляют следующим образом.Крепление режущих пластин к корпусу инструмента проводят в двухкамерной универсальной установке. Каждая камера имеет свою независимую систему откачки, позволяющую получить вакуум в рабочем пространстве не ниже 1,33 10Па и систему сжатия, обеспечивающую получение необходимой величины давления сжатия.Вначале подготавливают свариваемые поверхности, затем в одной камере греют корпус инструмента до температуры порядка (1000 - 1050 С), перемещают корпус по камере, останавливаются под устройством, в котором находится АТП, быстро опускают АТП в расширенное углубление и переводят зону соединения во вторую камеру, где со. зданы условия для проведения диффузионной сварки: вакуум не ниже 1,33 10 Па, температура порядка 650 - 700 С. Добившись постоянства. температуры образцысдавливают, причем величина давлениясжатия должна быть близкой к пределу текучести используемой марки стального кор 5 пуса. По истечении необходимой выдержкиснижают температуру со скоростью10 С/мин, После охлаждения образцов до100 - 200 С выключают откачную систему,снижают усилие сжатия.10 П р и м е р, Осуществляли низкотемпе-.ратурное соединение АТП диаметром13,5 мм с державкой из стали 40 Х в видепрямоугольной пластины, В державке былоизготовлено углубление 5 мм и диаметром15 13,5 мм, Результаты исследования приведены в табл, 1 и 2,Зкспериментальные исследования заявляемого способа диффузионной сваркидеталей из разнородных материалов пока 20 зали, что он позволяет получать неразьемное качественное соединениеалмазно-твердосплавной пластины состальным корпусом инструмента при температуре не более 700 С с сохранением25 свойств алмазного слоя, Такой инструментимеет повышенную работоспособность, чеминструмент, в котором АТП прикрепляласьпайкой.Формула изобретения30 Способ диффузионной сварки деталейиз разнородных материалов, при котором вотверстие одной детали вставляют другуюдеталь и производят их нагрев с изотермической выдержкой,отл ичающийся тем,35 что, с целью обеспечения возможности сое-:динения алмазно-твердосплавной пластины со стальным корпусом инструмента,вначале нагревают корпус в зоне его соединения с пластиной до температуры, превы 40 шающей температуру диффузионнойсварки на 300 - 400 С, после установки внем пластины осуществляют охлаждение дотемпературы диффузионной сварки, а иэотермическую выдержку производят при45 этой температуре в течение 2 - 3 ч.1780961 Таблица 1 Зависимость состояния зоны соединения от температуры нагрева стальной детали над темпепдтурой диффузионной сваркиСостояние диаметра углубления в стальной деталиТемпература нагрева стальной детали, превышающаяТи сваки на Со Примечание прототипТ и .св = 920+ 150 С полное совме ение еталей Таблица 2 Зависимость прочности соединения АТП со сталью 40 Х от продолжительности выдержки (вакуум 1,33 10 Па, Тдиф,са. =00 С)Составитель Е. РассказоваТехред М.Моргентал Корректор С, П Редактор С. Кулакова шева Заказ 4239 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,250 30.0 350 400 450 не увеличился начал увеличиватьсяувеличилсяувеличилсяувеличился АТП не вошла в углублениеАТП вошла не сразуАТП вошла в углубление