Способ восстановления изношенных поверхностей

(и)703295 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 26,0 с присоединением явки Мо сударствеииый комите СССР о делам изобретениЯ и открытий(71) Заявитель нститут металлофиэики АН У(54) СПОСОБ ВОССТЛНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕПОВЕРХНОСТЕЙ 20 ка ют пе по 3 Изобретение относится к ремонту изделий и может быть использовано при восстановлении изношенных участков ,деталей с рельефной поверхностью,преимущественно сельскохозяйственных машин.Известен способ восстановления изношенных поверхностей, при котором на восстанавливаемой поверхности размещают присадочную проволоку, нагревают электрическим током и создают сварочное давление 1) .Однако возникающее при охлаждении термическое напряжение может приводить к появлению потенциальных очагов разрушения. Кроме того, при восстанов ленин изношенных поверхностей известным способом возникает необходимость ;в создании углублений на восстанавливаемой поверхности, так как они являются формой, которая ограничивает растекание металла, а также необходимость в приложении больших нагрузок для обеспечения термомеханического упрочнения и получения надежного соединения, что ограничивает приме-" нение Известного способа, и в применении присадочного материала, имеющего близкий с изделием коэффициент тер мнческого расширения,Известен способ восстановления изношенных поверхностей, при которомна восстанавливаемой поверхности размещают присадочный материал, нагревают его и создают. сварочное давление за счет разницы в коэффициентахтермического расширения материала оправки и свариваемых материалов 2),Однако отсутствие импульснсго давления высокой скорости, соответствующей структуре данного материала, которое вызывает в участках контактайли столкновения частиц разрушениеповерхности пленки молекул газа, создает своеобразное пластичное течение,и частицы порошка начинают соединяться между собой в расплавленном состоянии, что снижаеткачество и надежность соединения,Цель изобретения - повышение качества и надежности соединения присадочного материала с материалом восстанавливаемого изделия путем создания дополнительного импульсного давления..Эта цель достигается тем, что вчестве материала оправки используматериал, претерпевающий при темратуре выае температуры спеканиярошкообраэного присадочного мате10 50 риала обратимое фазовое превращение,сопровождающееся объемным эффектом,а нагрев производят выше температурыспекания присадочного порошкообраз"ного материала со скоростью не менее500 О/сек.Способ заключается в следующем,Подлежащую восстановлению поверхность изношенного изделия подверга-ют механической обработке для устранения имеющихся на ней загрязнений,обезжиривают и помещают в оправку.Оправкуизготавливают из материала с коэффициентом термического расширения, отличным от коэффициента" термического расширения восстанавливаемого иэделия и присадочного порошкового материала, Кроме того, притемпературе выше температуры спекайия присадочного материала материалоправки подвергают обратимому Фаэовому превращению, сопровождающемусяобъемным эффектом,Размеры оправки подбираются так,чтобы при помещении в нее восстанавливаемого изделия между его изношенной поверхностью и оправкой обеспечивался зазор,величина которого определяется окончательными размерамииэделия (при необходимости с допуском на последующую механическую обработку) . В зазор между изношенной ЗОповерхностью восстанавливаемого изделия и оправкой вводят дозированноеколичество прйсадочного материалав виде мелкодисперсного порошка. Коэффициент термического расширения 35присадочного материала не долженсильно отличаться от коэффициентатермического расширения материалавосстанавливаемого изделия, Иначе1при работе изделия в условиях повышенных температур присадочный материал будет отслаиваться от поверхности изделия,Непосредственным пропускайиемимпульса электрического тока в направлении,перпендикулярном восстанавливаемой поверхности изделия, присадочному материалу и поверхностиоправки, их нагревают до заданнойтемпературы со скоростью не менее500/сек,Различия в коэффициентах термического расширения изделия и оправки способствуют возникновению междуними при нагреве значительных напряжений. Так как присадочный материалэто мелкодисперсный порошок, основная мощность, подводимая для нагре-" " ва йЪйОия;-оправки и йриСадочногоматериала, выделяется на присадочном материале и зоне его контакта 60с материалом восстанавливаемого из делия", Все это приводит к спеканиюпрйсадочного материала и его среди;вейиюс восстанавливаемым изделиемКроме того, так как в качестве мате) риала оправки используют материал,претерпевающий при температуре вышетемпературы спекания присадочного материала обратимое Фазовое превращение,при нагреве возникают дополнительные напряжения, способствующие более качественному соединению покрытия с иЭделием,Применение оправки позволяет приохлаждении разгрузить изделие до егополного охлаждения, Если нагрев про;водить со скоростями выше 500 /сек,это приведет к импульсному нагружению, изделия, оправки и присадочногоматериала со скоростями выше 3 мм/секВ результате импульсного нагружения происходит значительное увеличение подвижности атомов изделия и присадочного материала, Это приводит кувеличению диффузионной зоны, а следовательно, к повышению надежности икачества получаемого соединения, Кроме того, при нагреве со скоростямиовыше 500 /сек интерметаллические соединения, которые появляются при соединении разнородных материалов примедленном нагреве, образоваться неуспевают, что позволяет избежать охрупчивания получаемого соединения иснижения его прочности,Предлагаемый способ опробован принанесении сплава типа нирезист, имеющего коэффициент термического расширения 22,3.10 6 град , в состав кото"рого входят: никель (16,7); медь(5,0)хром (2,84) 1 марганец (2,5;углерод (1,1) 1 фосфор (0,3); сера (0,1) бор (0,3); железо - остальное, на технически чистый алюминий чистоты 99,98 с коэффициентомтермического расширения 25,4.10 6,градИспытания проводились на образцахдиаметром 5 мм и высотой 25 мм. Дваалюминиевых образца помещались в цилиндрическую опрйвку, изготовленнуюиз нержавеющей стали 1)18 Н 10 Т с коэфФициентом термического расширения16,10 град , таким образом, чтобымежду образцами находился износостойкий присадочный материал в виде мелкодисперсного порошка, Оправка, образцы и помещенный между ними присадочный материал нагревались путемпропускания импульса электрическоготока, до температуры 600 С со скоростью 600 /сек. После нагрева образцы извлекались иэ оправки и подвергались механическим испытаниям.Прочность соединения алюминия сосплавом ниреэист, полученного попредлагаемому способу, приближаетсяк прочности исходного алюминия.увеличение прочности полученногосоединения связано с образованиемгораздо более обширной диффузионнойзоны между соединяемыми материаламиза счет увеличения диффузионной под703295 формула изобретения Ссставитель Н.ТютченковаРедактор И.Острова Техред С. Мигай Корректор Г.Решетник Заказ 7714/14 Тираж 1222 Подписное ЦНИИПИ Государственнбго комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 113035, Москва, ж, Раушскаянаб., д, 4/5филиал ЛПП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 вижности атомов соединяемых материалов в результате их импульсного нагру-жения. Кроме того, при быстром нагревев диФФузионной зоне не успевают образоваться хрупкие интерметаллйческйесоединения между алюминием и железом, 5входящим в состав сплава нирезист. Способ восстановления изношенных10 поверхностей, при котором на восстанавливаемой поверхности размещают присадочный порошкообразный материал, нагревают его и создают сварочное давление за счет разницы в коэФФициентах термического расширения материала оправки и свариваемых материалов, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и надежности соеди 20 нения присадочного материалас матери-" "алом восстанавливаемого иэделия путемсоздания дополнительного импульсногодавления, в качестве материала оправки используют материал, претерпевающий при температуре выше температуры спеканияпорошкообразного присадочного материала обратимое фазовоепревращение, сопровождающееся объемным эФфектом, а нагрев производятвыше температуры спекания присадочного порошкообразного материала соскоростью не менее 500 д /сек. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР р 307877,:кл. В 23 Р 7/00, 1970,2, АвторсКое свидетельство СССР Р 552137, кл. В 22 Р 7/04, 1976 (нрототип) .