Спосіб відновлювання деталей

Способ восстановления деталей, включающий обработку поверхности заготовки, установку и заливку ее расплавом в литейной форме, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку ведут погружением в перегретой на 1О...1ОО°С расплав металла в ковше с одновременным ее перемещением и вибрацией, и выдержкой на воздухе, до образования потемневшей шлаковой корки, удаляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму. образования потемневшей шлаковой корки, удаляемой непосредственно перед установкой заготовки в литейную форму. Использование вибрации и перемещений заготовки в объеме ковша дает возможность ускорить нагрев и оплавление в 2-3 раза. Кроме того, целенаправленные перемещения (вращения) или вибрации заготовки дают возможность локализовать на поверхности заготовки зоны преимущественного оплавления. О скорости тепловых процессов можно судить по скорости изменения температуры расплава, которая для заготовки в 100 кг с вибрацией в 10-тонном ковше составляют не меньше 10°С/мин, а без нее - 3-5°С/мин. Оплавление такого образца с вибрацией заметно уже после 2,0 мин, без вибрации - через 5 мин и более. Для быстрого удалений -подплавленного разупрочненного сл'-я на поверхности, погруженной в расплав заготовки, вибрация должна иметь характер серий ударов с частотами 1-20 Гц. При частоте С > ел ел о 12755 элг>^ трогидравлического вибратора 8 Гцстокилогрзммовая заготовка оплавляется на 10 кг за 3 мин Так как теплота расплава расходуется на нагрев заготовки и ее плавление, то, чтобы не допускать переохлаждения расплава ниже температуры разливки, его перегревают на 10 100°С в зависимости от веса заготовки и времени ее выдержки в ковше Нижний предел перегрева обусловлен тем, что даже при минимальном поглощении теплоты расплава заготовкой небольшого веса температура расплава понижается за счет нагрева вибрирующей штанги, на которой погружают электрод Исходя из того, что минимальное оремя погружения приблизительно равно 0,5 мин практически для десятитонного ковша с расплавом стали достаточное время перегрева при использовании нефутеровсиной стальной штанги равно 10°С Максимальный перегрев 100°С обусловлен возможностями используемого печною оборудования, стойкостью футеровки ковшей и потерями теппа при выпуске Причем для наплаоки целесообразно использовать объемы ковшей не превышающие 30 тонн т е те ковши, которые вмещают разовый выпуск металла из наиболее распространенных типов плаоильных печен Извлекаемая из ковша после оплавления заготовка всегда проходит через шлак, при этом на ее поверхности намораживается слои шлака, который, охлаждаясь на воздухе превращается в твердую потемневшую корку. Толщина этой корки в зависимости от марки шлака, его температуры и других внешних условий может быть о пределах 1-20 мм В твердом состоянии корка очень хрупкая, поэтому без труда удаляется перед наплавкой постукиванием по ней молотком или ударным встряхиванием заготовки В данном случае шлаковая корка предохраняет оплавленную поверхность от окисления и охлаждения, поэтому ее необходимо удалять непосредственно пере і операцией наплавки Продолжительность выдержки заготовки лимитируется лишь готовностью следующей операции, так как шлаковая корка темнеет сразу, через 1530 с после извлечения заготовки из ковша Отбивка темной корки обнажает раскаленную поверхность заготовки, которую во избежание окисления и охлаждения следует наплавлять сразу Охлаждение заготовки в шлаковой корке до комнатной температуры показало что оплавленная поверхность не имеет следор высокотемпературной коррозии, а имеет металлический блеск и узорчатый микрорельеф - результат выплавления овтектической составляющей сплава 10 15 20 де 40 45 50 55 Погружение в расплав перед наплавкой в каждом конкретном случае может быть использовано для нагрева заготовки, очистки и подплавления поверхности, оплавления с целью придания необходимых размеров и формы заготовки, оплавления с целью удаления дефектного слоя Восстановление деталей производят по следующей технологии Металл до наплавки и оплавления перегревают в печи выше температуры разливки на температуру ДТ, равную где VT - скорость падения температуры при оплавлении заготовки, °С/мин; Х- время оплавления, Д Тв - потери температуры при выпуске стали Металл выливают из печи в ковш, в который опускают заготовку, закрепленную на вибрационном устройстве Включают вибратор, производя одновременные перемещения заготовки по объему ковша После завершения оплавления вибрацию прекращают, а заготовку извлекают через слой шлака на воздух. Отбивают потемневшую корку шлака и производят наплавку, заполнением зазора между заготовкой и литейной формой жидким металлом П р и м е р Восстанавливали деталь цилиндрический волновод для виброимпульсной обработки расплавов, длиной 2 м, 0 160 мм с насадкой на свободном конце 0240 мм и длиной 200 мм Процесс наплавки был встроен в технологию разливки стали в литейном цехе таким образом, что при подаче одного 10-тонного ковша с металлом восстанавливался один волновод При этом волновод погружают в ковш с расплавом литейной стали с температурой 1600°С на глубину 0,5 м насадкой на шлак С частотой 8 Гц и энергией в электрическом импульсе 5 кДж включают электрогидравлический вибратор, к которому непогруженной частью закреплен волновод Вибрируют в течение 3 минут, производя также перемещения волновода по глубине В результате температуру металла понижают до 1570°С Изношенная насадка волновода оплавлялась до 0 160 мм При таком размере удобно восстанавливать волновод в открытой литейной форме После того как волновод вынули, его выдерживают на воздухе до потемнения шлаковой корки (2-3 мин) За это время литейную форму, выполненную по форме насадки волновода, заполняют жидким металлом (из этого же или другого ковша) В отверстие формы под 0 160 мм после отбивки шлаковой корки, опускают разогре 12755 тый волновод до требуемого уровня (возможем также подъем формы с жидким металлом к неподвижному волноводу) Излишек металла вытесняется в кольцевое углубление на форме. После остывания волновод извлекают из формы и очищают Восстановленный та ким образом волновод был в рабочем состоянии, так как не требовал дальнейшей механической обработки. По своим служебным свойствам он приближался к цельному 10 волноводу и превосходил волновод, для ремонта которого применялась сварка. Предлагаемый способ по сравнению с прототипом и аналогами за счет подплавле Упорядник Замовлення 4081 Техред М Моргентал ния заготовки обеспечивают более высокое качество наплавки, обеспечивая возможность прогревать поверхность заготовки за 3-5 мин до температур, близких к температуре плавления сплава детали с минимальным окислением оп лавленной поверхности. При этом поднимается верхняя граница интервала температур активной диффузии на границе: поверхность заготовки - наплавляемый металл. Кроме того, качество наплавки повышается за счет растворения и омывания примесных и легкоплавких фаз с поверхности заготовки (травление в расплаве). Коректор Н Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл , 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, оул Гагаріна, 101