Способ диффузионной сварки твердого сплава со сталью

йорн.оо==яВйт быт но-техн н ч:с. к; т 4О П Сб,бД:,И.ИИЗОБРЕТЕН И Я Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 22.06.79Гасударственный комитет но делам изобретений я еткрытий(54) СПОСОБ ДИффУЗИОННОЙ СВАРКИ ТВЕРДОГО СПЛАВА СО СТАЛЬЮИзобретение относится к области. сварки, в частности, к способам диффузионной сварки твердого сплава со сталью и может быть использовано в машиностроительной промышленности в инструментальном производстве.Известен способ диффузионной сварки, при котором детали нагревают, сдавлива. ют и охлаждают 1,Однако этот способ не обеспечивает снятия остаточных напряжений,Известен другой способ диффузионной сварки твердого сплава со сталью, наиболее близкий к данному. изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту, при котором свариваемые элементы нагревают, создают в них упругую деформацию, выдерживают под давлением, охлаж. дают и снимают сжимающую нагрузку (21. Недостатками известного способа являются следующие:невозможность его применения для сварки деталей сложной геометрической формы, копда в результате сварки в местах соединения образуется объемное напряженное состояние;сварка деталей,и их охлаждение в деформированном виде снижают производительность сварочных установок; ограниченные возможности подналадкнпроцесса при колебаниях размеров пласты по толщине, при изменении материалапластин;5 неполное использование запаса упругойдеформации.Целью данного изобретения являетсяснижение остаточных напряжений в сварном соединении,10 Для этого упругую деформацию создают в сварпваемых элементах путем всестороннего сдавлпвания в сыпучей среде при температуре 900 - 300 С и снимают нагрузку при температуре 550 вС.На фпг, 1 представлена схема данногоспособа; на фиг. 2 - буровая коронка, по.лученная данным способом; на фиг. 3 - сечение по А - А фиг. 2 (сплошными линиями показано недеформированное состояние 20 коронки, а пунктирными линиями - сечение коронки прн нагруженин ее высоким давлением); на фпг, 4 показана биметаллическая пластина при температуре 900 С; нз фпг. 5 - при температуре 500 С; на фиг.25 6 - при температуре 20 С; на фиг. 7 по.казан график активного нагружения постоянным давлением до температурного интервала 300 550 С и полного давления после этого интервала температур; на фиг. 8 З 0 представлен график возрастания давленияизобретения Фор мула в активном интервале (=900300 С) и постепенного уменьшения давления в пассивном интервале, т. е. с температуры 550 С до комнатной температуры.На чертежах используются следующие условные обозначения:- прогиб пластинки после се охлаждения до температуры 500 С и при одновременном воздействии всестороннего давления Р, а также ее оста. точный ппогцбпосле снятия давления,Технология способа заключается в с.юд,.ошсм.В процессе диффузионной сварки стальнуо пластинуи твердосплавную 2 нагрсвают, затем подстужцвают на воздухе до 5 900300 С и помещают в контейнер 3, цмеюц.ий полости с охлаждающей жидкостью 4, и заполненный сыпучей средой 5. Пуансоном 6 создают в среде, давление до 200 кгl,ил. Затем охлаждают изделие в 20 контейнере при пассивном нагрукении и снимают давлением в интервале температуры 55020 С. Снижение остаточных напряжений основано на создании упругоц деформации в упругоанизотроннов изделии 25 при повышенной температуре;и уменьшении этой деформации прц охлаждении за счет разности коэффициентов линейного расширения стали и твердого сплава.Данный способ применяется в тех слу 30 чаях, когда остаточные напряжения наводятся в изделиях при их охлаждении посла сварки материалов с различными коэффи. циентами линейного расширения. Способ эффективен только для соединений, выпол- з 5 пенных из материалов, модули упругости которых значительно отличаются друг от друга (упругая анцзотрония изделия), причем материалу с меньшим модулем упругости Е должен соответствовать больший 40 коэффициент линейного расширения а.П р и м е р, Сваривали биметаллическую пластинку из стали 35 и твердого сплава В К 8.Прогиб пластинки как показатель на пряженного состояния отсутствовал пр 5 температуре 900 С.После охлаждения пластинки до б 00 С она активно нагружалась постоянным дав лением Р. После охлаждения пластинки под 50 давлением до температуры 500 С и необхо димой выдержки времени пластинка изогнулась и приобрела прогиб 5, стрелка которого расположена со стороны слоя стали, 55Далее за счет пассивного цагружения, например, полного снятия давления в сре.де, при 500 С пластинка упруго прогнулась в обратную сторону за счет более интенсивного увеличения длины стального слоя, и 60 результате чего первоначальный прогиб у 5 еньн.ен на величину упругого прогиба Л, Л)=/ - 1 где- прогиб после снятия дав,ения,Вели цца упругого прогиба определяется упругими свойствами стали и твердого сплава прц 1=500 С, а также геометрическими характеристиками пластинки, что, собственно, и обуславливает величину остаточных напряжений от сварки.Дальнейшее охлаждение пластинки с тегсрат ры 500 С без приложения внец- него давления или при постепенном его снижении сопровождалось уменьшением упругого прогиба за счет более интенсивного сокращения стального слоя и за счет этого уменьшалась величина остаточных напряжений.Способ позволил за счет широкого варьирования технологических параметров: давления в среде и скорости охлаждения изделия получить заданное напряженное состояние и, таким образом, подобрать наиболее благоприятное напряженное состояние.Изобретение обеспечивает следуощие преимущества:повышение прочности сварных и паяных соединений,расширение технологических возможностей сталей.Изсбретение позволит получить высоко" качество соединений при изготовлении буровых коронок, резцов, оснащенных твердым сцлавом, алмазом, эльбором и т. д. Способ диффузионной сварки твердого сплава со сталью, преимущественно деталей сложной геометрической формы, прц котором свариваемые элемецты нагревают, создают в них упругую деформацию, выдеркивают под давлением, охлаждают и снимают сжимающую нагрузку, о т л и ч а ющ и й ся тем, что, с целью снижения остаточных напряжений в сварном соединении, упругую деформацию создают в свариваемых элементах путем всестороннего сдавливания в сыпучей среде при температуре 900 - 300 С и снимают нагрузку при температуре 550 - 20 С,Источники информации, принятые ьовнимание при экспертизе: 1, Патон Б. Е, Технология электросварки плавлением, М-К, 1962 г с. 237 в 2.2, Авторское свидетельство475829 го кл. В 23 К 19/00 от 197 г, - прототип.:;.Я,р,Г.4 иг тясб О иг.Составитель Л. Назарова лактор К. Северова Техред Н. Строганова Корректор С. Файн з 314/507 Изд. Лов 287 Тираж 1221 Поди НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5п. Харьк. фил. пред. Патент