Спосіб виробництва біметалевих втулок “сталь-бронза”

Спосіб виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза", який містить складання елементів, їх стиснення та термічну обробку, який відрізняється тим, що складання заготовок виконують з механічним натягом і додатковим дорнуванням, а термічну обробку виконують у слабоокислювальному середовищі до утворення дифузійної зони в сталі шириною 20 - 50мкм ное производство", 2000 - № 2 - С 62) Цей спосіб в технічної суті є найбільше близький до заявленого і тому прийнятий як найближчий аналог Недоліком відомого способу по найближчому аналогу є необхідність великих зусиль для стискання заготовок і труднощі утримання їх у стислому положенні до утворювання дифузійного зв'язку при нагріванні, крім того, параметри дифузійної зони не регламентуються і при короткочасній витримці з'єднання, які отримуються при дифузійному зварюванні, виявляються неякісними В основу запропонованого винаходу поставлена задача такого удосконалення способу виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза", який дозволив би виробляти втулки із коротких сталевих трубчастих заготовок і коротких трубчастих або стрічкових бронзових заготовок і гарантувати якість втулок за рахунок утворення дифузійної зони в сталі визначеної ширини Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в способі виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза", який містить складання елементів, їх стиснення та термічну обробку, складання заготовок втулок виробляють з механічним натягом і додатковим дорнованням, а термічну обробку виробляють у слабкоокислювальному середовищі до утворення дифузійної зони в сталі шириною 20 - 50мкм Ознаками способу виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза", спільним з ознаками найближчого аналогу, з'являються складання елементів, їх стиснення та термічна обробка Новими ознаками є те, що складання заготовок виконують з механічним натягом і додатковим (О о ю 50962 дорнованням, а термічну обробку виконують у слабо-окислювальному середовищі до утворення дифузійної зони в сталі шириною 20 - 50мкм Завдяки тому, що складання заготовок втулок виробляють з механічним натягом і додатковим дорнованням досягається їх стиснення і поліпшення прилягання поверхонь, а завдяки цьому досягається їх утримання у зібраному виді під час термічної обробки, в порожнинах між гребнями і западинами зіткнених поверхонь зберігається повітря, яке містить внаслідок обмеження об'єму слабкоокислювальне середовище, слабкоокислювальне середовище в повітряних порожнинах прискорює транспортні реакції при переносі МІДІ ІЗ бронзи під час термічної обробки в сталь, завдяки утворенню дифузійної зони в сталі шириною 20 - 50мкм досягається висока якість зв'язку металів біметалевих втулок, які не руйнуються під час спеціальних випробувань і експлуатації При ширині дифузійної зони менше 20мкм, дифузійний зв'язок втулок "сталь-бронза" недостатній і вони руйнуються під час спеціальних випробувань і експлуатації Для одержання ширини дифузійної зони більше 50мкм потрібне подовження витримки, або збільшення температури нагріву, а це не економічно Спосіб виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза" здійснюють таким чином Беруть або підготовлюють окремі відрізки сталевої та бронзової втулок, складають їх і стискують шляхом запресовки бронзової втулки в сталеву з механічним натягом і додатковим дорнованням, отримують, таким чином, біметалеву втулку, яка складає єдине ціле за рахунок механічного натягу В порожнинах між гребнями і западинами зітхнених поверхонь, зберігається повітря, яке містить внаслідок обмеження об'єму слабкоокислювальне середовище Потім біметалеву втулку піддають термічній обробці - нагрівають до аустенитного стану для сталі і витримують при температурі нагріву Термічна обробка, яка в той же час хіміко-термічна, а саме насичення зіткнених поверхонь сталі міддю, відбувається за рахунок МІДІ, яку містить бронза, слабкоокислювальне середовище в повітряних порожнинах прискорює транспортні реакції при переносі МІДІ із бронзи в сталь Параметри нагрівання і витримки підбирають таким чином, щоб у сталі утворилася дифузійна зона шириною 20 - 50мкм Після витримки біметалеву втулку охолоджують, а потім виконують механічну обробку за прийнятою технологією точіння, нарізку канавок та ІНШІ Приклад Спосіб виробництва біметалевих втулок "сталь-бронза" здійснювали таким чином Виготовляли верхню та нижню біметалеві втулки шкворня поворотного кулака автомобіля МАЗ-500 Від відрізка сталевої труби із сталі 20 з ЗОВНІШНІМ діаметром 60мм і внутрішнім діаметром 51,6мм на токарно-револьверному верстаті 1П365 відрізали заготовки втулок довжиною 60 і 70мм Потім на токарно-вшторізальному верстаті 1А616 заготовки втулок розточували з двох боків до діаметра 52,40мм з залишенням внутрішнього пояску шириною 6 мм і внутрішнім діаметром 51,40мм Шорсткість внутрішньої поверхні після обробки складала Ra 2,5мкм Для виключення наступної операції знежирювання механічну обробку втулок виконували без використання МОР Штабу із бронзи БрОФ 6,5 - 0,15 розміром 167х2000мм товщиною 1,7мм розрізали на гільйотинних ножицях на заготовки розміром 27 + 32x160мм Остаточні розміри уточнювали дослідним шляхом За допомогою комбінованого штампу для гнуття втулки шкворня автомобіля МАЗ500 і кривошипного пресу К-117Е формували бронзові втулки з ЗОВНІШНІМ діаметром 52,50мм і внутрішнім діаметром 49мм На цьому же пресі втулки калібрували у заданий розмір Бронзові втулки промивали у розчині Лабоміду-203, холодною та гарячою водою, травили у розчині сірчаної кислоти з хромовим ангідридом у холодній та гарячій воді Протягом 1 години після знежирювання бронзових втулок виконували складання біметалевих втулок і їх стиснення шляхом запресовки з механічним натягом бронзових втулок в сталеві за допомогою пресу П6324 Запресовані втулки дорнували в заданий розмір за допомогою спеціальної оправки Торці зібраних втулок обмащували обмазкою з порошку АЬОз на силікатному клею і просушували, таким чином, в проміжках між гребнями і западинами контактових поверхонь зберігається повітря, яке містить внаслідок обмеження об'єму порожнини, слабкоокислювальне середовище Термічну обробку втулок виконували у печі ПН-34 при температурі 930°С з подачі гасу в КІЛЬКОСТІ 40 - 50 краплин у хвилину При вказаній температурі сталь знаходиться в аустенітному стані Хімико-термічна обробка при цьому відбувається за рахунок МІДІ, яку містить бронза, слабкоокислювальне середовище в повітряних порожнинах прискорює транспортні реакції при перенесенні МІДІ із бронзи в сталь Тривалість нагріву підбирали таким чином, щоб одержати в сталі ширину дифузійної зони рівну 20 - 50мкм, яку оцінювали на металографічних шліфах Мікротвердість бронзового шару, вимірювана на 2 приладі ПМТ-3, складала 1390 - 1645Н/мм , що задовольняє вимогам ТУ 14-3-702-78 Після охолодження частину втулок випробували на сплющення по ТУ 14-3-702-78 Усі втулки з шириною дифузійної зони 20 - 50мкм це випробування витримали без відшарування бронзового шару На втулках з шириною дифузійної зони менш 20мкм при випробуванні сплющування були відшарування При ширині більш 50мкм відшарувань не було, однак для одержання таких шарів треба значно збільшити тривалість термічної обробки, що недоцільно з економічної точки зору Після хіміко-термічній обробки виконували обточування зовнішньої поверхні на токарному напівавтоматі 1А-730 до діаметру 58,5мм і шорсткості Rz 20мкм, точили фаски, а на токарногвинторізальному верстаті 1К62 з пдрокопіром нарізали гвинтову канавку за кресленням Після шліфування і контролю виконували консерваційну обробку втулок 50962 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71