Способ изготовления биметаллических изделий

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублнк ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ О 1) 61 О 608;(21) 2 ЭЗ 52 22 3 Э 19/00 присоеди 3) Приор кием заявки-В 2 4 всударственний наинтетСовета Ннннстров СССРно делам нзобретеннйн отнрытнй тет 43) Опублнковано 15.06. 78. Бюл ень 22(71) Заяв соозный научно-исследовате институт компрессорног 54) СПОСОБ 1 ОВЛГ 1 П 1 Я БИМГТАЛЛИ 1 БСКИХ ИЗДЕЛИЙ 11 зобретецпе относится к ооласти цвплввки,звготовок и деталей сплавами более л ии в него хоем материал. заготовки изделия области наплавки цветных ме коплавки., частности зготовления таллов на черные, черных нв тугоплавкие и т,п. и может найти широкое применение в ма иностроении и приборостроении.Известен способ наплввки, заключаоппйся в том, что поддерживаот при разли ных, но постоянных для каждой ванны рабочих температурах, расплаты флюса и на правляемого сплава в различных ваннах. Заготовку, предназначенную пля нвплавки, нагревают в расплаве .флоса до темпервту ры, меньщей температуры солидус сплава, затем погружаот на определенное время в сплав, После наморвживвния слоя жидкого сплава, заготовку охлаждают во флюсовой ванее и на воздухе. рев и очистку поверхности заготовки отокислов, а затем намораживание слоя расплава. ри этом холодную заготовку погружают в расплав через слой жидкого флюсана определенное время и нагреваот ее дотемпературы расплава, После излучения.заготовку охлаждают в зацитной среде дотемпературы О, 8-0, 9 те.пературы солидусплава и повторно погружают в расплав на2-6 с. Расплав нвйлавляемого сплава в 5 плавильной ванне покрыт слоем активногопокровного флюса,Этот способ также имеет существенныйнедостаток - низкую скорость очистки поот окислов и недостатво очистки. Объясскорость очистки зазвготов верхцосточно вняется окое каче о тем, чт ствеццыи недо- и качество очистобусловленных ти заготовкинагрева поверхносемпературе последнейввления флюса скочески рввцв нулю, т.е. температуовки и припервтурыстки практ висит от ти заготниже тем 25,рость очи ого расплав- аморожеццой Этот способ имеет суще статок - низкую скорость ки поверхности от окислов, тем, что очистка поверхнос происходит только после и ления твердой корки флюса ский и конструкторско-технологичеСкиймашиностроения на поверхности при погружлодцой .заготовки.11 звестен также способ иметаллических изделий, вклочаопий нвочистка не происходит. Только после повышения температуры поверхности до температуры активного действия флюса (как правило, выше температуры плавления флюса на 50-150 С) начинается интенсивнаяеочистка поверхности. Время активного действия флюса составляет 5-30", от полной длительности нагрева заготовки. Все это прпводит к получению недостаточно хорошо очищенной поверхности и, в целом, обеспечивает низкую среднюю скорость очистки поверхности. Следствием этого является низкая производительность процесса очистки и низкое качество связи, заготовки с наплавленным сплаво л.Цель, изобретения - улучшение связи между заготовкой и наплавленным слоем сплава.Поставленная цель достигается тем, что нагрев и очистку заготовок осуществляют электролитически в водном растворе солей и оснований щелочных металлов, температура плавления окислов которых составляет О, 5-0, 8 температуры солидус наплавленного сплава.11 сследование в качестве флюса водных растворов солей или оснований щелочных металлов с температурой плавления окислов указанных щелочных металлов в интервале О, 5-0,8 температуры солидус расплава также направлено на достижение указанной цели. При пропускании постоянного электрического тока через водный раствор флюса и заготовку, погруженную в этот раствор, при строго определенном значении напряжения между заготовкой и водным раствором флюса на границе их раздела образуется устойчивая водородная оболочка и возникаетФтлеющий электрический разряд. При нагреве заготовки под напряжением равным или больщим напряжения возбуждения процесса нагрева поверхность заготовки в восстановительной среде водорода под действием электрических разрядов интенсивно очищается в результате разрушения окислов разрядами и восстановления окислов до чистых металлов. Процесс очистки поверхности еще более интенсифицируется щелочным металлом, выделяющимся под действием электрических сил из водного раствора флюса на поверхность заготовки, который, ввиду высокой химической активности, раскисляет поверхностный слой, Таким образом, помимо выигрыша в скорости нагрева заготовки в водном растворе флюса до необхопимой температуры, пропускание электрического тока с напряжением выше напряжения возбуждения процесса нагрева в растворе, обеспечивает как гарантированное качество, так и высокую скорость подготовки поверхности к намораживанию. Кроме того применение в качестве флюса водных растворов солей или оснований щелочных металлов (с температуройплавления окислов этих металлов, равной0,5-0,8 температуры солидус иаплавляемого сплава) приводит к образованию на поверхности заготовки пленки жидких окисловщелочных металлов, предохраняющих заготовку от вторичного окисления в процессепереноса последней из ванны с водным раст- .вором флюса в ванну с расплавом. Верхнийпередел применяемых напряжений ограничивается величиной 1,5 напряжения возбуждения процесса нагрева заготовки в данном1 растворе флюса из соображений техники безопасности. Верхний предел температурыплавления окислов щелочных металлов, равный 0,8 температуры солидус сплава, обусловлен тем, что при погружении в расплав20 пленка окислов должна быть в жидком состоянии, В противном случае твердая пленкаокислов исключает возможностьсмачиванияповерхности заготовки расплавом и образованиянаплавленного слоя, Лимитный предел темпе 25 ратуры плавления окислов щелочных металлов, равный 0,5 температуры солидус расплава, обусловлен необходимостью предотвратить интенсивное испарение окислов с Йсьверхности нагретой в электролите заготовЗ 0 ки,Изготовление биметаллических изделийосуществляют следующим образом,Подаот отРицательный потенциал, равный1,0-1.,5 напряжения возбуждения процесса35 нагрева в растворе флюса, на заготовку иэделия, погружают заготовку в раствор навремя, достаточное для очистки поверхности от тугоплавких окислов и нагрева до0,8-0,9 температуры солидус наплавляемо 40го сплава извлекают заготовку из раствора, отключают напряжение между заготовкой и ванной с водным раствором; погружают заготовку в расплав наплавляемого сплава на 2-6 с,45П р и м е р, Получение цилиндрическогобиметаллического изделия,Заготовкой является стержень из Ст 20диаметром 40 мм, на который нужно нанесЯти слой бронзы марки ОЦС 3-12-5 толщиной 5 мм. Подают на раствор К СО по 2 3стоянное напряжение 240 В и выдерживаютстержень в растворе 28 с под током 450 А.Затем извлекают стержень, отключают на 55пряжение и погружают нагретый до 820 Сстержень в ванну с твердо-жидкой бронзойна 3 с, В результате получают слой наплавки высокого качества толщиной 5 мм за38 с, Получение слоя наплавки стало возможным потому, что слой калия, образующийся на поверхности заготовки в электро6106085 б 1 О Составитель П. КоролеваТехред Н. Бабурка Корректор И. Гоксич Редактор Н. Потапова Заказ 3058/7 Тираж 950 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, )1 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф г. Ужгород, ул, Проектная, 4 дите после окисления на воздухе превращается в окисел КО с температурой плавления9707 С, т.е. 0,763. температуры солидус бронзы, Поэтому в момент погружения заготовка с температурой 800-820 С покры.5 та тонким слоем жидкого К О и последний, всплывает при погружении, йе препятствуя смачиванию стали бронзой. Наплавка бронзы возможна также при использовании в качестве электролита соединения Сз д СО и йщОН. На поверхности заготовки в этих случаях образуются соответственно СЗО Н Яс 1 Од пл. 464 фС и 820 С Но необходим быстрый перенос за 15 готовки из ванны с электролитом, В противном случае вся окись цезия может испариться и к моменту погружения заготовка не будет защищена от окисления, что может привести к несмачиванию бронзой, Окисел20 натрия (Т. пл. 0,8 температуры солидус бронзы) при длительном переносе заготовки может затвердеть ввиду охлаждения самой заготовки, что также может привести к несмачиваншо заготовки бронзой.Предлагаемый способ обеспечивает в 56 раз более высокую скорость очистки поФверхности по сравнению с известным. Важным преимуществом способа является возможность осуществления наплавки в обычной окислительной атмосфере. Способ делает возможной наплавку концевых частей заготовок изделий из любых, паже высокотеплопроводных металлов.формула изобретенияСпособ изготовления биметаллическихизделий, включаюппп 1 нагрев и очистку заготовки перед наплавкой на нее слоя сплава,отличающийся тем,что,сцельюулучшения связи между заготовкой и наплавленным слоем сплава, нагрев и очистку заготовки осуществляют электролитпчески вводном растворе солей и оснований щелочных металлов, температура плавления окислов которых составляет 0,5-0,8 температуры солидус наплавляемого сплава,