Способ восстановления деталей

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 256 пп Р 60 ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО ВИДЕТ ТВ Иэобр троению ри восста енно меЦелью ие качестСпосо инова щестния. ышебразо 1 00, -0,00140 где (О н - скорость нагр е - число 2,73; О - диаметр или тол(71) Липецкий политехнический институт(56) Бойко Н.И, Термомеханическое упрочнение наплавленного металла. Ростовскийинститут инженеров железнодорожноготранспорта, Ростов-на-Дону, 1986,с,184(рукопись депонирована в ВНИИТИ 25.07,86М 5439-В).(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при восстановлении деталей. преимущественно етение относится к ма и может быть испол ьз новлении деталей, преиму таллургического оборудова изобретения является по ва восстановления.б осуществляется следующ На изношенную поверхность восстанавливаемой детали наплавляют слой металла известным способом, После наплавки производят механическую обработку и последующее пластическое деформирование наплавленного слоя на 20-30 , после чего осуществляют отдых при 320 - 330 С. Механическая обработка перед пластическим дефо рми рован и ем позволяет обеспечить большую однородность деформирования наплавленного металла. За критерий деформирования принимается повышение металлургического оборудования, Цель изобретения - повышение качества восстановления, Изношенную поверхность наплавляют известным способом, Производят механическую обработку наплавленной поверхности. П ро водят уп роч н ение на пла в- ленного слоя деформированием на 20- 30. Затем деталь нагревают со скоростью йъ = 100 еС/ч до температуры 320 - 330 С и выдерживают ее при такой температоуре в течение времени с = 3,4 еч где, О - диаметр0,0 ОВ 4или толщина детали, мм; е - число 2,73. Способ позволяет существенно повысить качество восстановленных деталей за счет повышения эксплуатационных свойств наплавленного слоя, 3 табл,твердости наплавленного металла на 20- 30 0. Деформирование производят обкаткой роликом или непосредственно в рабочем аг регате при температуре работы изделия. В процессе деформирования происходит упрочнение детали за счет наклепа. а также превращение остаточного аустенита в без диффузионный мартенсит, обладающий 4 высокой твердостью и хрупкостью, Последующая термообработка (отдых) позволяет уменьшить остаточные напряжения, уменьшить твердость, повысить ударную вязкость. Отдых производят путем нагрева до 310-330 С со скоростью, определяемой формулойПричем время выдержки при отдыхе тоже устанавливают исходя из соотношениясв 3 4,е О,ОООВ 40 (2)где Ь - время отдыха, ч;О - диаметр или толщина иэделия, мм.Последующее охлаждение осуществляют соскоростью 5-10 С/ч,Производились исследования влиянияпараметров технологической обработкипо способу восстановления на свойстванаплавленного металла, статистическая обработка которых позволила получить формулы скорости нагрева и времени отдыха.Результаты исследований сведены втабл,1 - 3.Предварительно производилась наплавка пластин размером 150 х 250 различной толщины (15-150 мм), при этом толщинанаплавленного слоя составляла 20-25 мм,Наплавка производилась на автомате А 384 МК, оснащенном приставкой для наплавки расщепленным электродом иисточником питания ВДМ, Наплавкапроизводилась расщепленным электродомпроволоками Нп-ЗОХГСА и СвХ 11 ВНМФдиаметром 5 мм под флюсом АНС нарежимах: сварочный ток 850-900 А; напряжение на дуге 34-36 В; скорость наплавки 30 м/ч; температура подогрева 400 С.Наклеп образцов производился после наплавки или после предварительной механической обработки в зависимости отвыбранного способа на пневматическом молоте. Степень деформации определялась поприросту твердости с помощью твердомераПМТ. После наклепа осуществлялся отдых пластин в печи при 300 - 350 С. Времявыдержки при данной температуре и скорости нагрева определялось по формулам (1) и(2). Затем из наплавленного металла механическим путем изготавливались образцыдля испытаний на контактную усталость иударную вязкость, Испытания на контактную усталость производились на машинеМКВК при нормальных контактных напряжениях в 650 МПа.Температура отдыха 310 - 330 С является оптимальной, так как при меньшейтемпературе механические свойства полностью не восстанавливаются, а прибольшей температуре начинается процесс рекристаллиэации и распада мартенсита, приводящий к снижению твердостинаплавленного слоя,Деформированный наплавленный металл при указанных температурах ивремени приобретает механические характеристики, не свойственные ему висходном и накле пан ном состоя оправдывает затраты на производство наклепа, нагрева и выдержки.П р и м е р 1, Восстанавливается роликмоталок Н ШСдиаметром 400 мм. На плавка производится с предварительнымподогревом до 400 С проволокой ГП 25 Х 5 МФС под флюсом на режимах: сила тока 350 - 380 А; напряжение 32 - 36 В; скорость наплавки 30 м/ч, Наплавка произво дится на установке УММ, По окончаниинаплавки осуществляется замедленное охлаждение ролика. Затем производится механическая обработка ролика на токарном станке с последующим пластическим дефор мированием наплавленного металла роликом. Обкатку проводят роликом диаметром 150 мм с шириной рабочей части 10 мм при нагрузке 2500 Н, Последующий отдых осуществляется в электропечи при 320- 50.330 Свтечениесв=3,4 е=4,75 чсо скоростью нагрева в=100 е -= 57 С/ч и скоростью охлаждения 5 С/ч,П р и м е р 2, Восстанавливается опорный валок диаметром 1600 мм НШС.55 Наплавка производится на вальцешлифовальном станке КЖ. Наплавку производят расщепленным электродом проволоками Нл = ЗОХГСА и С -10 Х 11 ВНМФ диаметром 5 мм под флюсом АНС на ре 5 10152025 30 ниях: ударная вязкость повышается на 10-20 фб по сравнению с исходной и на 30-40 по сравнению с наклепанным состоянием, Это приводит к повышению эксплуатационных свойств восстановленного изделия. При выдержке менее 1 в = =3,4 ене успевают пройти восстао,ооомоновительные процессы и не достигаются оптимальные свойства, При выдержке более 10 ч начинается укрупнение зерна и падениесвойств. Кроме того, время выдержки зависит от геометрических размеров изделия, Так, для детали диаметром 1600 мм термическая активация на глубине 10 мм происходит замедленно вследствие рассеиваниятепловой энергии и при выдержке 2 ч необеспечиваются оптимальные свойства.При быстром охлаждении наблюдаетсяухудшение свойств - повышение твердости,снижение ударной вязкости. При замедланном охлаждении до 10 сут) происходит монотонный рост зерна, что также приводит к ухудшению свойств. Экспериментально определено, что оптимальная температура замедленного охлаждения 5 - 10 С/ч.При деформировании металла более 30 образуются микротрещины и восстановления свойств нельзя достичь.При деформировании менее 20 фнаступает только частичное улучшение, что не1625647 25 Таблица 1 О 8 Продолжение табл,1 Ударная вязкость Дж/см пособ восста ремя отдь ха,чКонтактнаястоикость (количество цик лов,И 10 новле после гдыха НЯО58 68 5,4 7,2 26,7 28,3 32,4 3,05 32,4 18,1 б,5 ,5 8,4 9,5 98 3,5 3,5 35 муле (2) , а скор С/ч,жимах; сила тока 850-90 ОА; напряжение 34- 36 Р: скорость наплавки 30 м, По окончании чаплавки и полного охлаждения валка осуществляется механическая обработка валка. Пластическое деформирование про изводят в клети НШСв течение 5-10 мин при нагрузке 3 10 Н, Затем осуществляется отдых валка в термокожухе на вальцешлифовальном станке на режимах. температура отдыха 320 - 330 С; время 10 выдержки 1 = = 3,4 е= 13 ч, ско 0,00084 1600рость нагрева вн = 100 е 00-0,0014 1600 10,6 С/с, скорость охлаждения 5 С/ч,После этого валок эксплуатируется в Н Ш С. 15Использование предлагаемого способа восстановления деталей металлургического оборудования позволяет существенно улучшить качество восстановленных деталей.Формула изобретения 20 Способ восстановления деталей, включающий наплавку, термообработку,Наплавка,и отдыхНаплавка,наклеп, отдыНа плавка,меха ническаработка,наклеп, отдых П р и м е ч а н и е, Время отдыха по ф- 0,00140 механическую обработку и упрочнение наплавленного слоя пластическим деформированием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества восстановления, после наплавки металла на изношенную поверхность, производят механическую обработку наплавленного слоя и последующее пластическое деформирование его на 20-30 , а термообработку производят путем нагрева детали до температуры 320- 330 С и выдерживают ее при этой температуре в течение времени 1 =34 егде Ь - время выдержки, ч;е - число 2,73;О - диаметр или толщина детали, мм, причем нагрев детали проводят со скоро- стью 100 . 0,00140где аЪ - скорость нагрева детали, град/ч;е - число 2,73;О - диаметр или толщина детали, мм,я пластины толщиной 0=30 мть нагрева по формуле 1)(7дх1- 1щ Оох5о хл 5 о о ос с СЧе)а ОФа МЩТа оФ 1 с Ол о.о х 2 о ".Д сС Оф аФ Ф Ф с о- оа щФ хСЕ сФ 11- о С Ф сФ У) 5 5 б с о с о ю с т а Ф Ф со с Щ ТЩ с Ф Фс о. с 1Фло со щиТГаФ ФФ с хоС ооооо ффффф Ф 5 Щ Ф й 5 х 2 с ф с щ Ф сх а х 2-огас Щ Ф х уо щ 5 ОС ФТОФ сщФ С Хах Ф ф Х йоа 5 Ф с о Т 5Фщ хс 2ФХ о ы,оооо Ст СЧСОСЧ ф МС файф О)О) СГ)фЛЛсй 1 О)ОъО)Ж со сол сьсч СЧСЧ ОтффО- СЧ СЧ СЧ СЧфо счфффсс омофор СОЛ ЛСОффф 1 ЛЛфф ОЪ ВО 0 сй М) сй М) 1.0 1 Й Ж Й СО мм ммммм ммммм оо ооооо ооооо СЧ 1 Оф-СЧМТ О 1-СЧМФ мм ммммм самссмооооо осоаоо СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ оо ооооо фф ффффф Ю с л 3 о в о С Ф а 3 ц о а о о с 3 сс 1 2 Т 5 1- о Щ с г 5т Ф с О ло Бл О. ОЭ в оо ФЯ хоФ о со й Ф 11- сОС 1а фц Сфф ос Ц Ф Го ваалео д р С;.)- Фс иао сХфосс ФЩ фбаФФЗОФс щс х сФ Щ ФХЕм оЕ хэ 3ацОЭ М о о СС Э а Д 3 о л с 1 Ф з сй о Й а Ф сЩ З о Фсс о ф с о о зф Ф од о с о" з й Щ с со о о со со со ф ф л в л о л е л в ф а лвввол ввволллвввл а в Лввсч -оаалвоввл - счоС) рЪС ) ССС СС)СС) С)ф)СЭ Сф) С 5 оооооооооооо оооо лллллллллллллллллл л л л л л Я о а а о о о- ав в в в в О ф ф а ф ф в ф а ф ф л а ст в 1 а а в о о в л л а о в о со со Сф) Сф) Сф) Сф) СЪ СфЭ Сф) СфЭ С) Сф) СЪ РЪ С 2 Р) С 1СЪ Сф) оооооооооооооооооо СЧ СЧ Ч Ч Р 4 СЧ С 4 СЧ СЧ Ч СЧ СЧ Ч Р 4 СЧ Ч Ч Ч СЪ С) Рф) Сф) РЪ Сф) Сф 1 Р) 9 С) С) СфЪ Сб Ч Р) Сф 1 Сф) Г) со й о и) й ) и о и 1 и о й и й й о и) и л л л л л л л л л л л л л л л л л л оооооооооооооооооо аоааоаоа(ооооааао(оа