Способ изготовления полых многослойных шариков

ОЛ ЙСАЯИЕ ЙЗОБРЕТЕЙЙЯ Союз Советекни Соцналнетнчеекнх Реепублнк(45) Дата опубликования описания 05.04.78Государственный комитет Соавта Министров СССР оо делам изооретеиий и открытий( 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ МНОГОСЛОЙНЫХШАРИКОВ Изобретение относится к металлургии иможет быть использовано при изготовлениибесшовных полых многослойных шариков дляподшипников качения,Известен способ изготовления полых многослойных шариков, включающий подачу инертного газа под давлением в каплю расплаваи ее затвердевание ( 1),Недостатком известного способа являетсямалая прочность получаемых шариков и ниэ- токая геометрическая точность.Цель изобретения - повышение прочностишариков и геометрической точности."Поставленная цель достигается удерживанием капли расплава магнитной подвеской йа после эатвердевания полого .шарика производят адгезионное литье путем нанесения капель металловна наружную поверхность полого шарика, а затем на каждый последующий затвердевший слой, 20На чертеже изображена схема изготовления бесшовных многослойных шариков дляподшипников качения в условиях невесомости.Схема включает в себя манипулятор 1, магнитную подвеску 2, полую иглу 3, полый шв 25 рик 4, трубу-шток 5, расплав металла 6, камеру с обмоткой ТВЧ 7, поршень 8, баллонс газом 9, вентиль 10. С помощью манипулятора 1 дозированный брикет твердого металла помещается в магнитную подвеску 2. Пос,ле отвода манипулятора напряжение магнитнойподвескиувеличивается, Врезультате индуцированйя в металле вихревых токов брикет твердого металла превращается в расплав,Затем, через имеющую возвратно-поступательное движение полую иглу 3, в расплавметалла впрыскивается инертный гаэ под давлением, образующий бесшовный,полый шарик4, после чего игла отводится от удерживаемого в магнитной подвеске шарика, Равновесие в каждой точке полого шарика определяется соотношением давлений окружающейсреды и газа внутри полости, Наружный диаметр полого шарика и толщина стенки зависят от объема жидкого металла, давлениявпрыскиваемого газа и давления окружающейсреды.Напряжение магнитной подвески 2 снижают до величины необходимой только дляудержания полого шарика в пространстве,605685 Требуемыйобъем латуни, см Мощность магнитной подвески для Требуемыйобъем стали, см Наружный диаметрвторого слоя шар"ика, мм Диаметр полого ша- рика получения расплава металла втнаружны" ммвнутренний, мм 0,89 3,07 24 0,45 10 85 1,58 20 215 3,92 20 340 10,5 7,65 33 10 690 12,6 Охлаждение и затвердевание осуществляетсяестественным путем,На затвердевший полый шарик 4 по егонаружной поверхности производится литьерасплавленного токами высокой частоты металла через полую трубу-шток 5. Расплавметалла 6 подается из камеры 7 с помошькогнеупорного поршня 8 перемещаемого давлением инертного газа, поступающего из баллона 9 через вентиль 10. Время открытогосостояния вентиля пропорционально количеству металла, требуемого для создания очередного наружного слоя карика.В условиях невесомости силы адгезии(смачиваемости) удерживают расплавленныйметалл на каждом участке наружной поверхности полого шарика, при этом достигаетсябольшая равномерность толщины каждогослоя и отсутствие швов при многослойномлитье. Толщина слоя прй очередном литье оп-юределяется объемом капель расплавленногометалла, Напряжение магнитной подвескиувеличивается до величины необходимой дляудержания шарика при отводе трубы-штока,Использование описываемого способа полуения бесшовных полых многослойных шариков для подшипников качения в условиях невесомости по сравнению с существующими45 способами обеспечивает следующие преимушества:- простота получения шариков идеальной сферической формы благодаря отсутствию50 сил тяжести;- снижение веса шариков;- повышение прочности шариков вследствие блокирующего влияния границ раздела слоев на распространение микротрещин разрушения;- повышение упругости шариков при ударных нагрузках благодаря наличию полости, увеличение их надежности и долговечности;- простота получения бесшовных многоа затем снижается до величины удерживающей шарик в рабочем пространстве. В дальнейшем процесс продолжается или прекращается в зависимости от необходимого количества слоев шарика. Для шарикоподшипников, изготавливаемых из материалов латунь-сталь температура разогрева 10001500 С, Требуемая мощность магнитнойоподвески для расплава металлических брикетов весом от 3 до 100 г равна 700 вт.Время получения расплава - 3 мин. Расплавбрикета осуществляется в вакууме, Давление впрыскиваемого в расплав газа 1 атм,П р и м е р . Проведены расчеты основных характеристик использования описываемого способа получения двухслойного пологобесшовного шарика подшипника качения, которые являются прогнозируемыми характеристиками для получения полых шариков вреальных условиях длительной невесомости.Полый шарик изготавливается из латуни иявляется формоновителем для адгезионноголитья (при получении второго слоя) стали.Данные сведены в таблице,слойных шариков литьем с равномерной толшиной слоев;- цельность и однородность структуры металла, недостижимых приналичии силы тяжести;- экономия дефицитных металлов и сплавов,Формула изобретения Способ изготовления полых многослойных шариков включающий подачу инертного газа под давлением в каплю расплава и ее затвердевание, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения прочности шариков и их геометрическойточности кащею расплава удерживают, магнитной подвеской,СССР зобрет -35, Р 11303 роектная 4 Филиал ППП "Патен г. Ужгород 5 Фа после затвердевания полого шарика производят послойное адгезионное литье путем нанесения капель металлов на наружную поверхность полого шарика, а затем на каждый последующий затвердевший слой,Т осударств по дел 5, Москва6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Заявка2317426 / 02,кл. В 220 23/08, 1976, по которой принято положительное рещение,Подписноетета Совета Министний и открытийаушская наб., д. 4/