Способ соединения деталей

О П И С А Н И Е (1 И 935222ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл. В 23 К 1/00В 23 Р 11/02 Государственный комнтет по делан нзабретеннй н открнтнй. 3(088.8) Дата опубликования описания 15. 06.82(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 1 О Изобретение относится к соединению деталей из различных материалов.Известен способ соединения деталей при котором в местах соединения образуют полость и размещают в ней промежуточный элемент, изготовленный из гидрообразующего материала, а для образования соединения производят гидрирование промежуточного элемента, в результате чего он увеличивается в объеме и расклинивает полость 1. Недостаток известного способа заключается в том, что при воздействии на соединение виброударных и терми 5 ческих нагрузок возможно хрупкое разрушение места соединения. Такое разрушение происходит из-за растрескивание, промежуточного элемента, которое обычно возникает на его концевых участках и распространяется по сечению элемента.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности соединения под воздействием виброударных и термических нагрузок.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу соединения деталей, включающему образование полости в местах соединения, размещение в ней промежуточного элемента гидрообразующего материала и его гидрирование, в промежуточный элемент дополнительно вводят не образующие гидриды материалы в виде дискретных волокон.П р и м е р 1. В торцах втулок с толщиной 4 мм, выполненных из сплава АИг 6 и из стали Х 18 Н 10 Т, вытачивают и кольцевые проточки размером 2 х 2 мм, образующие полость между торцами втулок при их стыковке, Изготавливают промежуточный элемент в виде кольца из циркония, в который предварительно вводят волокна нихромовой проволоки. Промежуточный кольцевой элемент изготавливают методом порошковой металлургии, смешивая порошок циркония с проволочными волок93522 30 40 45 3нами нихрома диаметром 0,1-0,2 мм,длиной 3-5 мм с последующим горячим прессованием заготовок, из которыхмеханической обработкой получают армированные кольца. Ярмированное нихромом циркониевое кольцо вставляют по скользящей посадке в полость меж.0 15. 20 ду втулками. Сборку нагревают в атмосфере водорода (0,1 МПа) до ЙОО С в течение 1 ч и затеи охлаждают температуры. Полученное соединение обладает герметичностью при .давлении воздуха до 1 МПа.Количество волокон в гидридообразующем промежуточном элементе варьируют из условия обеспечения заданной степени объемного разбухания и повы-. шенной виброударной и термоциклической прочности места соединения. При объемном содержании нихромовых волокон в цирконии, составляющем 5- 154, обеспечивается высоконадежное скрепление деталей.Металлографическое изучение шлифов показывает, что при 100 С происо ходит механическое скрепление между нихромовыми волокнами, гидридом циркония и втулками, Как показывают исследования места соединения, армированное кольцо плотно заполняет всюполость между втулками и создает вней эффект заклинивания, Ударнаяч прочность соединении проверяется воздействием на внутреннюю втулку соединения груза массой 50 г, свободнопадающего с высоты 1 м. Испытания показывают, что соединение с помощью армированных. гидридных колец выдерживают до разрушения 118 ударов, а соединение с неармированными гидридными кольцами - 11 ударов. Исследование на циклическую термопрочностьнагрев до 500 С и охлаждение в воде до 20 С) соединения, содержащего армированные и неармированные гидридныекольца, показывают, что соединениес помощью армированных гидридных колец выдерживают 75 циклов нагревохлаждение без образования трещин,в то время, как в соединении с неармированными гидридными кольцами наблюдается их растрескивание уже после 5 термоциклов. П р и м е р 2. Осуществляют соединение втулок, геометрические разме ры которых приведены в приборе 1.Одну втулку выполняют из стали Х 18 Н 107 другую из стали 35 ХГСЯ. Промежутоц 2 фный кольцевой элемент изготавливают из порошка иттрия с волокнами нихромовой проволоки (см. пример 1), После сборки деталей осуществляют их вы .о держку в среде водорода при 900 С 0,5 ч, при давлении водорода 0,5 МПа, Таким образом получают герметичное соединение.Исследование структуры места соединения показывает наличие диффузионного скрепления нихромовых волокон с гидридом иттрия и стальными деталями в местах контакта кольца со стенками полости, Испытания полученного соединения при условиях, аналогичных приведенным в примере 1, показывают резкое. увеличение ударной и термоциклической прочности соединения с кольцами из армированного гидрида иттрия, по сравнению с соединениями при помощи неармированного гидрида иттрия. По предлагаемому способу осуществляют соединение деталей, изготовленных из сплавов меди, алюминия, никеля, фторопласта, керамики и других в различном их сочетании с помощью армированных прокладок из циркония, титана иттрия, сплавов титан-железо, интерметаллидов лантанникеля и других гидрообразующих металлов и сплавов. Соединения деталей трубопроводов, подвергающихся виброударным нагрузкам показывают повышенную эксплуатационную надежность, особенно при размещении волокон в направлении действия растягивающих усилий, которые возникают в соединениях в процессе эксплуатации, Введение в промежуточный элемент волокон пластичных материалов, которые диффузионно скрепляются с деталями при гидрировании, обеспечивает резкое повышение динамической прочности места соединения, Такие материалы выбираются с учетом их диффузионных свойств, обеспечивающих взаимопроникновение материалов в местах контактов друг с другом в процессе гидрирования и образования переходных сварных швов. Развивающиеся в процессе гидрирования усилия на контактные поверхности превышают значения в 1000 г/мм и обеспечивают2процесс диффузионного скрепления материалов в атмосфере водорода. В зависимости от требуемой виброударной и термоциклической прочности соединения и свойств соединяемых материалов в промежуточный элемент вводятфФормула изобретения Составитель Ф.Конопелько Редактор Н. Горват Техред Т, Маточка Корректор А,ференцЗаказ 4114/16 Тираж 1153 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и .открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. М 5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 935 такие материалы как алюминий, медь, различные стали, графиты, тугоплав-.кие окислы, карбиды и т.п. Причем материалы вводят в виде волокон, проволоки и т,п. 5Как показывают испытания,предлагаемый способ, по сравнению с известным,обеспечивает повышение виброударной и термоциклической прочности соединений. Возможность осуществления 10 диффузионного скрепления материалов соединения друг с другом позволяет использовать предлагаемый способ для соединения деталей, работающих в условиях повышенных вибраций, перепа- и дов температуры, давлений или вакуума. Способ соединения деталей по авт. св. Ю 588080, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с .целью повышения эксплуатационной надежности соединения под воздействием виброударных и термоциклических нагрузок, в промежуточный элемент дополнительно вводят не образующие гидриды материалы в виде волокон. Источники информации,:принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 588080, кл. В 23 К 1/00; 09.08.76