Способ изготовления биметаллических изделий

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Государственный комитет по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07.07.82(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯБИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИИ Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу изготовления биметаллических изделий.Известен способ изготовления биметаллических изделий методами порошковой металлургии, например апособ изготовления биметаллических матриц штампов холодной вырубки стальных листовых изделий, при котором в пресс-форму засыпают порошок кон струкцио иной и легированной или быстрорежущей стали, размещая его в рабочей зоне формируемого таким образом инструмента. После этого порошкообразный материал подвергают уплотнению, спеканию и последующему горячему деформированию для устранения пористости 11,Недостатком способа является низкая производительность процесоа, обусловленная необходимостью длительного спекания и последующего горячего деформирования. Известен также способ изготовления биметаллических изделий, преимущественно матриц просечных штампов, при кото ром полый корпус из конструкционной стали засыпают металлическим порошком, помещают между электродами и нагревают электрическим током 21. Недостатком данного способа являетсявысокая пористость наплавленного металла, неоднородность свойств, так как корпус практически не нагревается током,Целью изобретения является повышениекачества изделий за счет обеспечения равномерной плотности наплавленного металла.Указанная цель достигается тем, чтов способе изготовления биметаллических изделий преимущественно матриц просечных штампов, при котором полый корпус из конструкционной стали засыпают металлическим порошком, помещают между 15 электродами и нагревают электрическимтоком, закрывают корпус двумя технологическими крышками из конструкционной стали, на одной из которых выполнен выступ, обращенный во внутрь полости, с 20 высотой, равной высоте изделия, и с торцом, соответствующим форме отверстия изделия, а корпус изготавливают высотой, превышающей высоту изделия на 20 - 30%.25 На фиг. 1 показана схема способа, момент до включения импульсов тока; на фиг, 2 - то же, момент после касания торца выступа поверхности плоской торцовой крышки; на фиг. 3 - биметалли- ЗО ческое изделие - матрица штампа, 941084Способ осуществляют следующим образом.Полый корпус 1 заготовки из конструк. ционной стали высотой, на 20 - 300/О превышающей высоту изделия, устанавливают на торцовую крышку 2, внутреннюю полость заполняют порошкообразным металлом 3, после чего корпус закрывают торцовой крынгной 4, на которой выполнен выступ с высотой, равной высоте изделия, обращенный во внутрь полости.Порошкообразный наплавляемый метал д оказывается размещенным в замкнутой полости, образованной заготовкой корпуса из конструкционной стали и технологическими торцовымн крышками также из конструкционной стали. При этом зазор между торцом цилиндрического выступа и поверхностью крышки 2 составляет 20 - ЗОО, первоначальной высоты корпуса. Корпус с ггогрогггком и крышками устанавливают па контактные плиты 5, соединенные с вторичной обмоткой трансформатора 6, и сжимают усилием Р, направленным но вертикальной оси корпуса. Затем и контактным плитам подводят импульсы тока. Прп этом в начальный момент из-за большого сопротивления порошкообразного металла ток течет преимущественно по корпусу 1, сопротивление которого значительно меньше. Вследствие преимущественного нагрева в первую очередь начинает,дефор лггроваться корпус 1, при этом сокращается объем замкнутой полости, образованной корпусом 1 и крышками 2 и 1. Это в свою очередь приводит к уплотнению порогцкообразного наплавляемого металла и уменьшению его омического сопротивления. Одновременно по мере нагрева корпуса 1 его омическое сопротивление возрастает. Таким образом, сразу же после начала нагрева и деформации корпуса происходит перераспределение тока между корпусом и объемом порошкообразного ме. талл а - увеличение тока, протекающего через объем порошкообразного металла. Это приводит к возрастанию его температуры и, следовательно, пластичности, что способствует сплавлению частичек порош кообразного металла между собой, с корпусом и цилиндрическим выступом технологической крышки,Соединению частичек порошка между собой способствует и дополнительное их пластическое течение, обусловленное выдавливанием объема порошка из-под торца цилиндрического выступа крышки 4 по мере приближения его к поверхности крышки 2.Это дополнительное направление пластического течения наплавляемого металла способствует исключению пор между отдельными частичками порошка при их соединении, т. е. повышает качество наплавляемого металла. тг 1 осле касания торца цилиндр,сскоговыступа поверхности технологической крышки 2 устанавливается дополнительная цспь тока между плитками 5 через5 цилиндрический выступ, вследствие чегопроисходит перераспределение тока, приводящее к уменьшению его плотности в корпусе 1, контактного порошкового материала и резкое уменьшение интенсивности 10 нх нагрева, Одновременно часть усилия Рвоспринимается цилиндрическим выступом, опирагоцгимся на крышку 2, что приводит к снижению напряжений в объеме металлов корпуса и наплавленного порош кового металла, обуславливая прекращение,де фор м ации.Пластическое течение наплавляемогопорошкооб разного материала приводит и повышению его плотности, а касание вы ступа поверхности технологической крышки обеспечивает постоянство требуемой плотности наплавленного металла, т. е. повышение качества.Одновременно способ позволяет и ре.гул пров ать плотность наплавляемого металла путем изменения величины зазора между торцом выступа на одной технологической крышке и поверхностью другой,П р и м ер. В качестве корпуса матрицы использовали втулку из стали 50 ХФА с наружным диаметром 40 мм, внутренним диаметром 30 мм. Технологические крышки изготавливали по размерам корпуса нз стали 45. Цилиндрический выступ на одггой из торцовых технологических крышек имел диаметр 10 мм и высоту 30 мм. В качестве наплавляемого материала применяли порошок быстрорежущсй стали Р 6 М 5 с размерами частиц от 40 0,05 до 9,1 мм.Заготовку биметаллической глятпнньгсжимали по технологическим крышкам осевым усилием 2000 гкс и обрабатывали им пульсами тока величиной 18 Ка и длитель постыл 0,5 с, с паузами 0,6 с допрекраще.ния деформации (до касания торца цилиндрического выступа поверхности второй технологической торцовой крышки) . Леформация заготовки прекрагдалась послегятого импульса тока.После отжига по режиму быстрорежушей стали (860 С в течение 6 ч) проводилн механическую обработку до получения ггоминяльных размеров биметаллической матпицы (см, фиг. 3).При этом плотность быстрорежчщейстали соответствовала плотности литойстали.Использование предлагаемого способаобеспечивает высокое качество наплавляемого металла.Формула изобретенияСпособ изготовления биметаллических 6 З изделий, преимущественно матриц просеч941084 1, Борок Б. А. и др, Порошковая металлургия. М., Металлургиздат, 1948, с, 84, 1 О 2. Тарасов Ю. С., Кандидатская диссертация Исследование электроконтактного напекания металлических порошков, Челябинск, 1970, с, 15 - 25 (прототип),оставптслв Е. Гузико Текред И. Пенчко Рсдакто Осиновска Коррект нецова аказ 681527 Нзт Лв 173НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, Кип. Харьк. фил. пред, Пате ных штампов, при котором полый корпус из конструкционной стали засыпают металлическим порошком, помещают между электродами и нагревают электрическим током, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения равномерной плотности наплавленного металла, закрывают корпус двумя технологическими крышками из конструкционной стали, на одной из которых выполнен выступ, обращенный во внутрь полости, с высотой, равной высоте изделия, и с торцом, соответствующим форме отверстия изделия, а корпус изготавливаютвысотой, превышающей высоту изделия на20 - 30%. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: Тираи 11 о 1 Подписное СССР по делам изобретений и открытий Раушскаи наб., д, 4/5