Главная


Индукционная наплавка твердых сплавов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 170
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22


скачать книгу Индукционная наплавка твердых сплавов




Потери металла вследствие абразивного износа деталей ма­шин, предназначенных для различных видов обработки почвы и грунтов, ежегодно составляют несколько сотен тыс. тонн. Высокая интенсивность разрушения трущихся частей деталей машин обусловливается многократным воздействием на металл абразивных частиц. Специфика разрушения металла при абра-~ зивном износе вызывает необходимость создания н применения ' новых эффективных методов повышения долговечности машин, работающих в абразивной среде.
...
В Ростовском научно-исследовательском институте техноло­гии машиностроения (НИИТМе) коллективом металловедов в содружестве с работниками заводов разработан новый метод индукционной наплавки твердых сплавов [99, 100]. Преимущест­ва этого метода, заключающиеся в возможности широкого варьирования свойств наплавленного металла и нанесения его на поверхность тонким равномерным слоем (до 0,3 мм),
...
В настоящее время в отрасли тракторного и сельскохозяй­ственного машиностроения 93% всех наплавочных работ вы­полняются с помощью индукционной наплавки. Индукционная наплавка внедрена на многих предприятиях страны для упроч­нения лемехов, лап культиваторов, подкапывающих лап свекло­комбайнов, ножей силосоуборочных машин, лопаток мельнич­ных вентиляторов, рештаков скребковых конвейеров, рабочих органов буровых машин, режущих деталей кормоприготови-|Тельных
...
, Разработана промышленная технология наплавки рабочих органов машин в условиях ремонтных мастерских Всесоюзного ' объединения «Сельхозтехника». В Ростовской, Ворошиловград­ской, Челябинской, Одесской и Волгоградской областях, Ставро­польском и Краснодарском краях организованы цехи для централизованной наплавки. При упрочнении сормайтом износо­стойкость деталей машин повышается в 2,5—3 раза. В ходе
...
Потери металла вследствие абразивного износа деталей ма­шин, предназначенных для различных видов обработки почвы и грунтов, ежегодно составляют несколько сотен тыс. тонн. Высокая интенсивность разрушения трущихся частей деталей машин обусловливается многократным воздействием на металл абразивных частиц. Специфика разрушения металла при абра-~ зивном износе вызывает необходимость создания н применения ' новых эффективных методов повышения долговечности машин, работающих в абразивной среде.
...
В Ростовском научно-исследовательском институте техноло­гии машиностроения (НИИТМе) коллективом металловедов в содружестве с работниками заводов разработан новый метод индукционной наплавки твердых сплавов [99, 100]. Преимущест­ва этого метода, заключающиеся в возможности широкого варьирования свойств наплавленного металла и нанесения его на поверхность тонким равномерным слоем (до 0,3 мм),
...
совершенствования метода исследованы особенности образования износостойкого слоя, разработаны и внедрены в производство новые наплавочные материалы, которые по своим свойствам зна­чительно превосходят сормайт№ 1 [103, 105].
...
При разработке метода авторами использован опыт, накоп­ленный в результате исследовании, выполняемых ИЭС им. Па-тона, ЛПИ, ИМАШ АН СССР, МВТУ им. Баумана, Москов­ским институтом стали и сплавов, ВИСХОМом. Большой вклад в науку о природе явлений, происходящих при наплавке, внесли И. И. Фрумин, Г. Л. Петров, в области индукционного нагре­ва широко известны работы В. П. Вологдина, М. Г. Лозинско­го, И. Н. Кидина, Г. П. Бабата и др.
...
Цель настоящего труда — ознакомление инженерно-техниче­ских работников предприятий с теоретическими основами и технологией нового метода индукционной наплавки.
...
совершенствования метода исследованы особенности образования износостойкого слоя, разработаны и внедрены в производство новые наплавочные материалы, которые по своим свойствам зна­чительно превосходят сормайт№ 1 [103, 105].
...
При разработке метода авторами использован опыт, накоп­ленный в результате исследовании, выполняемых ИЭС им. Па-тона, ЛПИ, ИМАШ АН СССР, МВТУ им. Баумана, Москов­ским институтом стали и сплавов, ВИСХОМом. Большой вклад в науку о природе явлений, происходящих при наплавке, внесли И. И. Фрумин, Г. Л. Петров, в области индукционного нагре­ва широко известны работы В. П. Вологдина, М. Г. Лозинско­го, И. Н. Кидина, Г. П. Бабата и др.
...
Цель настоящего труда — ознакомление инженерно-техниче­ских работников предприятий с теоретическими основами и технологией нового метода индукционной наплавки.
...
совершенствования метода исследованы особенности образования износостойкого слоя, разработаны и внедрены в производство новые наплавочные материалы, которые по своим свойствам зна­чительно превосходят сормайт№ 1 [103, 105].
...
При разработке метода авторами использован опыт, накоп­ленный в результате исследовании, выполняемых ИЭС им. Па-тона, ЛПИ, ИМАШ АН СССР, МВТУ им. Баумана, Москов­ским институтом стали и сплавов, ВИСХОМом. Большой вклад в науку о природе явлений, происходящих при наплавке, внесли И. И. Фрумин, Г. Л. Петров, в области индукционного нагре­ва широко известны работы В. П. Вологдина, М. Г. Лозинско­го, И. Н. Кидина, Г. П. Бабата и др.
...
Цель настоящего труда — ознакомление инженерно-техниче­ских работников предприятий с теоретическими основами и технологией нового метода индукционной наплавки.
...
совершенствования метода исследованы особенности образования износостойкого слоя, разработаны и внедрены в производство новые наплавочные материалы, которые по своим свойствам зна­чительно превосходят сормайт№ 1 [103, 105].
...
При разработке метода авторами использован опыт, накоп­ленный в результате исследовании, выполняемых ИЭС им. Па-тона, ЛПИ, ИМАШ АН СССР, МВТУ им. Баумана, Москов­ским институтом стали и сплавов, ВИСХОМом. Большой вклад в науку о природе явлений, происходящих при наплавке, внесли И. И. Фрумин, Г. Л. Петров, в области индукционного нагре­ва широко известны работы В. П. Вологдина, М. Г. Лозинско­го, И. Н. Кидина, Г. П. Бабата и др.
...
Цель настоящего труда — ознакомление инженерно-техниче­ских работников предприятий с теоретическими основами и технологией нового метода индукционной наплавки.
...
Ш ирокое распространение высокочастотного нагрева в про­мышленности — одно из выдающихся достижений отечествен­ной науки и техники. После того как в 1935 г. В. П. Вологдин предложил использовать индукционный нагрев для поверхност­ной закалки деталей, область применения токов высокой часто­ты в машиностроении далеко перешагнула границы обычной термической обработки. В этой области появились фундамен­тальные исследования, было создано необходимое специализи­рованное оборудование, успешно осуществлен на практике ряд новых технологических процессов.
...
В последние 20—25 лет быстрыми темпами начала разви­ваться и наплавка (в том числе и износостойкая), постепенно выделившаяся в самостоятельную отрасль сварочной техники и занявшая одно из ведущих мест среди других технологиче­
...
Долгое время способы наплавки основывались либо на про­цессе дуговой сварки плавящимся электродом, либо на исполь­зовании пламени газовой горелки. Так как в ряде случаев эти способы не давали желаемых результатов, предпринимались настойчивые изыскания новых, более совершенных способов наплавки износостойких материалов.
...
Одна из первых успешных попыток применения в качестве источника нагрева при наплавке токов высокой частоты отно­сится к началу 40-х годов. Сотрудники Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. Губкина Е. М. Кузмак и А. И. Курдин предложили для повышения из­носостойкости шарошек буровых долот оплавлять токами высо-
...
кои частоты поверхности зуоьев и армировать их литыми кар­бидами вольфрама — релитом. Позднее появились другие раз­новидности индукционной наплавки.
...
Свойства наплавленного слоя в значительной мере зависят от степени растворения релита в основном металле и от раз­мера его зерен. Снижение степени растворения релита может быть осуществлено диффузионным или вакуумным напылением защитных покрытий элементами с ограниченной растворимо­стью в железе. Так, например, нанесение пленки кадмия тол­щиной 0,5 мм уменьшает растворение релита в 3 раза. Чем
...
Преимуществом рассматриваемого способа является существенное повыше­ние износостойкости деталей при относи­тельной простоте технологической схемы упрочнения. Недостатки способа — не­обходимость расплавления основного ме­талла на значительную глубину и срав­нительно небольшая производительность Способ нашел широкое применение на заводах, изготовляющих буровой инстру­мент для нефтяных и газовых скважин.
...
В качестве примера приведем техно­логическую схему изготовления шарошек одного из типа долот. Заготовки для шарошек изготовляют из стали 20ХНЗА горячей штамповкой. После предвари­тельной механической обработки следует операция наплавки, которую ведут рели­
...
Затем производится цементация на глу­бину 1,6—1,9 мм, высокий отпуск, по­вторная закалка с низким отпуском, очи­
...
стка, шлифование беговых дорожек и сборка. Проведение наплавки после це­ментации способствует увеличению служебных характеристик шарошек. Более подробные данные о технологии армирования и свойствах наплавленных деталей приводятся в работах [38, 41, 42].
...
Рис. 1. Принципиальная схема наплавки расплав-пенным присадочным материалом
...
стояния между витками в нижней части тигля обеспечивает более высокую температуру в районе выпускного отверстия 4. Благодаря этому расплавление чугунной палочки происходит постепенно. Расплавленный металл, минуя дополнительный по­догревающий виток индуктора 5, попадет в выточку тарелки клапана 6, в которой находится навеска прокаленной буры 7. Последняя предназначена для предохранения металла от окис­ления в процессе нагрева, разрушения и удаления окисной пленки, т. е. выполняет ооль флюса. Расход буры на одну де­таль составляет 0,2—0,5 г.
...
Индуктор 8 служит для предварительного нагрева тарелок толкателей до температуры 1150—1200° С и питается от машин­ного генератора частотой 2500 гц. Плавящий же индуктор 5 получает питание от ламповой установки частотой 70 кгц. Рас­ход мощности при производительности 450 толкателей в час составляет 45—50 кет на подогрев тарелок толкателей и 32— 35 кет на расплавление присадочного материала.
...
Заключительной операцией является охлаждение стержня толкателя и нижней поверхности тарелки водой для обеспече­ния отбела наплавленного чугуна.
...
При наплавке толкателей верхнеклапанных двигателей как для предварительного подогрева основного металла, так и для расплавления чугуна используется один генератор —■ ламповая установка ЛЗ-67 частотой 70 кгц, мощностью 60 кет. В процессе заливки и формирования наплавленного металла расплав под­вергается интенсивному перемешиванию за счет переменного электромагнитного поля индуктора, что способствует удалению неметаллических включений из жидкой ванны.
...
Новая технология наплавки расплавленным присадочным сплавом разработана ИЭС им. Патона [69]. Необходимые пор­ции заранее расплавленного твердого сплава намораживаются на наплавляемую поверхность, которая предварительно очи­щается от окисной пленки травлением в жидком флюсе либо нагревом в вакууме. По этой технологии можно наплавлять якоря электромагнитов постоянного тока, выхлопные клапаны дизельных двигателей, зубья ковшей экскаваторов и другие де­тали. Метод отличается высокой производительностью, напри­мер, машинное время наплавки клапана составляет 10— 15 сек, зуба ковша экскаватора 25—30 сек, якоря электромаг­нита 5—10 сек. Наплавленные детали отличаются высокой стой­костью [53].
...
Наплавка по схеме с заливкой жидкого присадочного ме­талла разрабатывалась также ВНИИТВЧ. Предлагалось, на­пример, заливать расплавленный металл на поверхность дета­ли (рис. 2), подогретой в специальном индукторе — форме [8]. Тщательно очищенная деталь / покрывается слоем флюса и по­мещается в индуктор 2, обмазанный огнеупорным составом 3.
...
стояния между витками в нижней части тигля обеспечивает более высокую температуру в районе выпускного отверстия 4. Благодаря этому расплавление чугунной палочки происходит постепенно. Расплавленный металл, минуя дополнительный по­догревающий виток индуктора 5, попадет в выточку тарелки клапана 6, в которой находится навеска прокаленной буры 7. Последняя предназначена для предохранения металла от окис­ления в процессе нагрева, разрушения и удаления окисной пленки, т. е. выполняет ооль флюса. Расход буры на одну де­таль составляет 0,2—0,5 г.
...
Индуктор 8 служит для предварительного нагрева тарелок толкателей до температуры 1150—1200° С и питается от машин­ного генератора частотой 2500 гц. Плавящий же индуктор 5 получает питание от ламповой установки частотой 70 кгц. Рас­ход мощности при производительности 450 толкателей в час составляет 45—50 кет на подогрев тарелок толкателей и 32— 35 кет на расплавление присадочного материала.
...
Заключительной операцией является охлаждение стержня толкателя и нижней поверхности тарелки водой для обеспече­ния отбела наплавленного чугуна.
...
При наплавке толкателей верхнеклапанных двигателей как для предварительного подогрева основного металла, так и для расплавления чугуна используется один генератор —■ ламповая установка ЛЗ-67 частотой 70 кгц, мощностью 60 кет. В процессе заливки и формирования наплавленного металла расплав под­вергается интенсивному перемешиванию за счет переменного электромагнитного поля индуктора, что способствует удалению неметаллических включений из жидкой ванны.
...
Новая технология наплавки расплавленным присадочным сплавом разработана ИЭС им. Патона [69]. Необходимые пор­ции заранее расплавленного твердого сплава намораживаются на наплавляемую поверхность, которая предварительно очи­щается от окисной пленки травлением в жидком флюсе либо нагревом в вакууме. По этой технологии можно наплавлять якоря электромагнитов постоянного тока, выхлопные клапаны дизельных двигателей, зубья ковшей экскаваторов и другие де­тали. Метод отличается высокой производительностью, напри­мер, машинное время наплавки клапана составляет 10— 15 сек, зуба ковша экскаватора 25—30 сек, якоря электромаг­нита 5—10 сек. Наплавленные детали отличаются высокой стой­костью [53].
...
Наплавка по схеме с заливкой жидкого присадочного ме­талла разрабатывалась также ВНИИТВЧ. Предлагалось, на­пример, заливать расплавленный металл на поверхность дета­ли (рис. 2), подогретой в специальном индукторе — форме [8]. Тщательно очищенная деталь / покрывается слоем флюса и по­мещается в индуктор 2, обмазанный огнеупорным составом 3.
...
стояния между витками в нижней части тигля обеспечивает более высокую температуру в районе выпускного отверстия 4. Благодаря этому расплавление чугунной палочки происходит постепенно. Расплавленный металл, минуя дополнительный по­догревающий виток индуктора 5, попадет в выточку тарелки клапана 6, в которой находится навеска прокаленной буры 7. Последняя предназначена для предохранения металла от окис­ления в процессе нагрева, разрушения и удаления окисной пленки, т. е. выполняет ооль флюса. Расход буры на одну де­таль составляет 0,2—0,5 г.
...
Когда деталь нагревается до нужной температуры, напряжение выключается, и индуктор снизу замыкается медным водо-охлаждаемым кольцом 4. В образованную своеобразную фор­му с помощью опрокидывающегося ковша заливается расплав­ленный металл 5. Авторы метода рекомендуют его для изготов­ления специальных биметаллических втулок, шестерен, бча-тых колес с венцами из бронзы и других деталей.
...
П. С. Колтунов [37] предложил способ индукционно-флюсо-вой наплавки наружной поверхности деталей, имеющих в сече­нии окружность, квадрат, прямоугольник или другую правиль­ную форму (рис. 3).
...
Наплавляемая деталь 1 располагается в вертикальном по­ложении в термостойкой втулке 2, верхняя часть которой слу­жит своеобразным тиглем для расплавленного металла 3, а во-доохлаждаемая через коллектор 4, нижняя — кристаллизатором. В кристаллизаторе наплавляемый материал 5 намораживается на деталь, которая в процессе наплавки непрерывно вращается вокруг своей оси и одновременно перемещается в вертикальном направлении. Толщина слоя определяется величиной зазора между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхно­стью детали.
...
Присадочный материал 6 в виде покрытых флюсом прутков, проволоки или ленты подается через направляющие гильзы (на схеме не показаны) в зону действия индуктора 7, где поддер­живается температура на 30—50° С выше температуры плавле­ния сплава. Поверхность жидкой ванны защищена слоем рас­плавленного флюса 8.
...
На Харьковском заводе «Серп и молот» освоена наплавка ножей для бесцентрово-шлифовальных станков путем оплавле­ния пруткового сормайта в магнитном поле индуктора и пере­носа отдельных капель расплава на наплавляемую кромку до
...
Когда деталь нагревается до нужной температуры, напряжение выключается, и индуктор снизу замыкается медным водо-охлаждаемым кольцом 4. В образованную своеобразную фор­му с помощью опрокидывающегося ковша заливается расплав­ленный металл 5. Авторы метода рекомендуют его для изготов­ления специальных биметаллических втулок, шестерен, бча-тых колес с венцами из бронзы и других деталей.
...
П. С. Колтунов [37] предложил способ индукционно-флюсо-вой наплавки наружной поверхности деталей, имеющих в сече­нии окружность, квадрат, прямоугольник или другую правиль­ную форму (рис. 3).
...
Наплавляемая деталь 1 располагается в вертикальном по­ложении в термостойкой втулке 2, верхняя часть которой слу­жит своеобразным тиглем для расплавленного металла 3, а во-доохлаждаемая через коллектор 4, нижняя — кристаллизатором. В кристаллизаторе наплавляемый материал 5 намораживается на деталь, которая в процессе наплавки непрерывно вращается вокруг своей оси и одновременно перемещается в вертикальном направлении. Толщина слоя определяется величиной зазора между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхно­стью детали.
...
Присадочный материал 6 в виде покрытых флюсом прутков, проволоки или ленты подается через направляющие гильзы (на схеме не показаны) в зону действия индуктора 7, где поддер­живается температура на 30—50° С выше температуры плавле­ния сплава. Поверхность жидкой ванны защищена слоем рас­плавленного флюса 8.
...
Рис. 2. Наплавка за­пивкой расплавлен­ного металла по ме­тоду В Н И И Т В Ч им. В. П. Волэгдина
...
получения необходимого поперечного сечения слоя [43]. Ско­рость наплавки при толщине слоя 2—3 мм составляет 2— 4 мм/сек, удельная мощность 1,0—1,5 кет/см2. Хотя производи­тельность процесса в данном случае не очень высокая, но все же технико-экономические показатели индукционной наплавки значительно лучше, чем при газопламенной.
...
Английская фирма «Austin Motor Co. Ltd» для упрочнения рабочей поверхности выпускных клапанов ав­томобиля разработала автоматизированный станок производи­тельностью 85 деталей в час, позволяющий осуществлять на­плавку в защитной атмосфере [145]. Способ, заменивший ручную
...
Рис. 4. Схема наплавки клапанов на станке английской фирмы
...
собствует прилипанию флюса. Таким образом, когда кольцо стеллита опускается, оно оказывается на флюсовом покрытии. Затем с помощью неподвижного индуктора 8
...
450 кгц, но более мощного (10 кет). Кольцо стеллита по­степенно расплавляется, рас­плав стекает на рабочую по верхность клапана, смачивая ее и сплавляясь с основным металлом.
...
Конструкция индуктора от­работана таким образом, что 75% мощности расходуется на нагрев и плавление присадоч­ного материала, а остальное на нагрев рабочей поврехности клапана. Для дополнительной защиты головки клапана от окисления в зону действия ин­дуктора через семь газовых горелок 10 со щелевидной на­
...
Рис. 5. Схема опыта по наплавке клапанов т. в. ч. в ИЭС им. Патона
...
ка намораживанием из расплава [54], сущность которой состо­ит в следующем. Присадочным материалом служит литое коль­цо из жаростойкого сплава, которое укладывается в специаль­ную выточку на опорной поверхности, после чего в зазор меж­ду кольцом и клапаном подается порция флюса. Нагрев и плав­ление сплава производится в кольцевом индукторе, охватыва­ющем наплавляемый участок. Температура нагрева на 50— 100° С превышает температуру плавления сплава. Конструкция индуктора и режим нагрева выбраны с таким расчетом, чтобы поверхность жидкого металла под действием электромагнитно­го поля устанавливалась под углом 30—45° к вертикали для клапанов диаметром 30—200 мм. Существенной особенностью является то, что в конце процесса при включенном нагре­ве поверхность клапана обрызгивается распыленной водой, фиксирующей установившуюся конфигурацию жидкой ван­ночки и обеспечивающей направленную кристаллизацию сплава.
...
Способ внедрен в производство (завод «Автотрактороде-таль», г. Куйбышев). Спроектированный в ИЭС им. Патона ав­томат ОБ-1157 для наплавки методом намораживания рассчи­тан на выпуск 360 деталей в час.
...
расходуется 6,5 кет (11,6%), потери в катушке колебательного контура и токопроводных шинах 4,8 кет (8,6%). Непосредствен­но на наплавку расходуется 21,1 кет (37,7%).
...
Аналогичные опыты по наплавке отвалов плугов, культива-торных лап и лопаток дрометных барабанов проводились в ВИСХОМе И. А. Ниловским [65].
...
Достоинством упомянутых работ является применение индук­ционной наплавки путем расплавления более легкоплавкового, чем сталь, твердого сплава непосредст­
...
венно на упрочняемом участке основного металла. Однако недостаточный объем экспериментов по выбору оптимального состава присадочного материала и изу­чению металлургического процесса на­плавки не позволил этим исследованиям выйти из стадии предварительной лабо­раторной проверки.
...
показаны на рис. 7. Особенностью метода является формирование наплавленного металла под действием центробежных сил, кото: рые, с одной стороны, способствуют более равномерному рас­пределению расплава на основном металле и удалению посто­ронних примесей, а с другой — усугубляют ликвационные яв­ления. Поэтому при заливке сильно ликвирующих сплавов необходимо принимать специальные технологические меры — регламентировать количество заливаемого металла, температуру и продолжительность нагрева, число оборотов центробежной машины, скорость охлаждения, подбирать конструкцию ин­дуктора.
...
В Румынской Народной Республике, например, токами вы­сокой частоты наплавляют свинцовистую бронзу на втулки и зкладыши подшипников нескольких типов [87]. Стружка с флю­сами (бурой) в пропорции 100:1 засыпается во внутреннюю полость заготовки, размещенной внутри многовиткового ци­линдрического индуктора. Центробежная машина, в которой закреплена заготовка, приводится во вращение, после чего на индуктор подается напряжение. Температура нагрева 1120— 1150° С, частота тока 8000 гц, продолжительность плавки 28— 30 сек при толщине слоя бронзы 3,5—4 мм. Линейная скорость вращения 200—250 м/мин, охлаждение начинается спустя не­которое время после окончания нагрева и происходит с по­мощью спрейера со скоростью свыше 150° С/сек.
...
Перед наплавкой внутренняя поверхность гильзы растачивается по 3—5 мм на сторону, обезжиривается, очищается и офлюсо-вывается. Процесс наплавки может осуществляться двумя спо­собами.
...
Р о с т о в с к о г о-н а-Д о н у_ Н И И Т Ма. Метод основан на использовании токов высокой частоты для нагрева основного металла и расплавления приса­дочного материала, в качестве которого используется специ­альная порошкообразная шихта.
...
Последняя состоит из гранулированного твердого сплава и флюсов на основе буры, борного ангидрида,силикокальция, фто­ристого кальция и др. Шихту наносят на наплавляемую поверх­ность слоем определенной толщины, которая зависит от требуе­мой толщины наплавленного слоя. Затем деталь с нанесенным слоем шихты вводят в специальный индуктор, питаемый от высокочастотной установки, подобно тому, как это делается при индукционной закалке. Конструкция индуктора и расположение в нем детали зависят от конфигурации упрочняемого участка (рис. 8). Источником питания, как правило, служат ламповые высокочастотные установки типа ЛЗ с частотой 70 кгц.
...
При прохождении тока высокой частоты через контур индук­тора в поверхностных слоях основного металла индуктируются токи, и наружный слой металла быстро разогревается. Слой шихты, расположенный между индуктором и нагреваемой по­верхностью, в связи с высоким сопротивлением металлическо­го порошка слабо реагирует на воздействие переменного элект­ромагнитного поля.^Шихта нагревается главным образом за
...
Перед наплавкой внутренняя поверхность гильзы растачивается по 3—5 мм на сторону, обезжиривается, очищается и офлюсо-вывается. Процесс наплавки может осуществляться двумя спо­собами.
...
счет теплопередачи от основного металла. В связи с этим тем­пература окончания плавления шихты должна быть ниже тем­пературы начала плавления основного металла, а скорость под­вода тепла к нагреваемой поверхности должна быть значитель­но больше скорости его отвода в глубь изделия и потерь в окружающую среду.
...
Флюс, входящий в состав шихты, удаляет окисную пленку с основного металла, раскисляет наплавляемый металл и выпол­няет защитные функции, предотвращая взаимодействие расплав­ленного металла с кислородом воздуха и задерживая теплоот­дачу в окружающую среду. Состав флюсов выбирается с таким расчетом, чтобы раскисление наплавляемого металла протекало в течение нескольких секунд.
...
При наплавке этим способом никакой специальной подго­товки поверхности изделия не требуется. Могут наплавляться поверхности как механически обработанные, так и покрытые слоем металлургической окалины или ржавчины. При наличии такого рода загрязнений требуется лишь некоторое увеличение содержания флюсов в шихте.
...
Часто применяемый термин «подготовка под наплавку» еле дует понимать как придание зоне упрочнения детали геометри­ческих форм и размеров в соответствии с конструктивными требованиями.
...
Последовательность основных технологических операций следующая: подготовка наплавочной шихты (приготовление по­рошка твердого сплава и флюсов и их смешивание в определен­ной пропорции); подготовка поверхности под наплавку; нане-
...
счет теплопередачи от основного металла. В связи с этим тем­пература окончания плавления шихты должна быть ниже тем­пературы начала плавления основного металла, а скорость под­вода тепла к нагреваемой поверхности должна быть значитель­но больше скорости его отвода в глубь изделия и потерь в окружающую среду.
...
Рис. 8, Схема расположения наплавляемой детали в индукторе (наплавка по методу НИИТМа):
...
сение шихты, нагрев упрочняемого участка в индукторе до пол-1 ного расплавления шихты, охлаждение до комнатнойЛ температуры на воздухе; удаление шлака; окончательная обра-| богка (придание режущему лезвию или всей детали конечной] формы путем гибки, заточки и др.).
...
В зависимости от конфигурации и габаритных размеров де­талей, характеристик высокочастотных установок и других факторов применяют четыре основных технологических спо соба наплавки (рис. 9).
...
Одновременной наплавке подвергаются лемехи плугов об­щего назначения, лемехи предплужников, полольные лапы куль­тиваторов, сошники кукурузных сеялок и др. Английская фирма «Triangie Valve Co., Ltd» таким способом наносит стеллит на опорные поверхности клапанов вентилей [141]. Порошкообраз ный стеллит смешивается с флюсом в пропорции 16:1, насыпает­ся на нужный участок и оплавляется в индукторе, питаемом ге­нератором мощностью 9 кет.
...
Непрерывно-последовательным методом наплавляются дета­ли, имеющие значительную упрочняемую поверхность или не­большую общую жесткость. К таким деталям относятся ножи измельчающего аппарата силосоуборочного комбайна, лопатки мельничных вентиляторов, полевые доски корпусов плугов, ди­сковые рабочие Органы, ножи дорожных машин, лемехи глубо-корыхлителей.
...
Мы рассмотрели сущность основных вариантов использоьи ния токов высокой частоты для наплавки.1, Следует сказать, что в настоящее время наибольший удельный вес приходится на долю индукционной наплавки по метод/ Ростовского-на-Дон_\ НИИТМа. Технологическая схема отличается относительно;! простотой, стабильностью в условиях массового производства и приемлемостью к упрочнению деталей самого различного на­значения. Можно также утверждать, что возможности метода далеко не исчерпаны как в смысле расширения сферы примене­ния, так и в смысле совершенствования отдельных техноло1
...
Непрерывно-последовательным методом наплавляются дета­ли, имеющие значительную упрочняемую поверхность или не­большую общую жесткость. К таким деталям относятся ножи измельчающего аппарата силосоуборочного комбайна, лопатки мельничных вентиляторов, полевые доски корпусов плугов, ди­сковые рабочие Органы, ножи дорожных машин, лемехи глубо-корыхлителей.
...
Физическая сущность индукционного нагрева состоит в том, что в электропроводящих телах, помещаемых в переменное электромагнитное поле, индуктируются электродвижущие силы (э. д. с), которые вызывают электрические токи. Плотность этих индуктируемыху^каждом элементарном объеме нагреваемого материала может меняться по самым разнообразным законам в зависимости от геометрических размеров нагреваемого мате­риала, его удельного сопротивления, магнитной проницаемости и частоты индуктированного тока. В соответствии с этим в лю­бом элементарном объеме нагреваемого материала будет погло­щаться мощность, величина которой зависит от тех же величин.
...
Изменяющееся по определенному закону магнитное поле вызывает появление соответствующего по величине электриче­ского поля. Электрическое и магнитное поля существуют всегда одновременно и неразрывно. Величина индуктированной э. д. с, определенная на основании закона электромагнитной индукции, равна скорости убывания магнитного потока:
...
Выходящая из непроводящей среды, например воздуха, элек­тромагнитная волна внутри металла распространяется перпен­дикулярно его поверхности и затухает по мере удаления от нее.
...
Для характеристики затухания волны в проводящих средах обычно пользуются понятием условной глубины проникновения электромагнитной волны или просто глубины проникновения бЛ. По предложению Штейнмеца, 6М представляет собой расстоя­ние, на котором амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей плоских электромагнитных волн уменьшают­ся в е = 2,718 раз, а фаза волны изменяется на 1 рад, т. е. на 57°:
...
где р — удельное электрическое сопротивление среды; (х — относительная магнитная проницаемость. Для практических расчетов удобно пользоваться эмпириче­ским выражением, дающим приближенное значение величины глубины проникновения тока в материал тела при температуре f С:
...
Значения k для некоторых металлов приведены в табл. 1. Весьма существенно, что в пределах условной глубины проник­новения тока выделяется 86,5% энергии, подводимой в тело.
...
выше частота. При малых частотах напряженность электриче­ского поля, наводимого переменным магнитным потоком, на­столько мала, что она не влияет на распределение тока. Ис­пользуя эффект близости, можно путем подбора формы индук­тора, концентрировать нагрев в определенных участках поверхности обрабатываемой детали.
...
Явление эффекта близости в ряде случаев может привести и к нежелательным последствиям. Так, при индукционной наплав­ке с использованием порошковых наплавочных материалов эф­фект близости может стать причиной локальных перегревов и прожогов деталей в результате уменьшения расстояния между поверхностями индуктора и детали при сплавлении гранул шихты.
...
Слой порошковой шихты является практически прозрачным для электромагнитного поля. Гранулы металлической части изо­лированы друг от друга частицами флюса, поэтому электропро­водность порошкового слоя и соответственно выделение энер­гии в нем очень малы. При сплавлении гранул шихты электро­проводность образовавшегося при этом сплошного слоя металла возрастает скачком. Одновременно уменьшается расстояние между поверхностями индуктора. Это приводит к резкому воз­растанию выделения энергии в участках наплавляемой поверх­ности. Чтобы ослабить эффект близости, желательно применять низкие частоты и относительно большие зазоры между наплав­ляемой поверхностью и индуктором.
...
~ У проводника, свернутого в кольцо, наибольшая плотность тока наблюдается на внутренней поверхности. При достаточно большой радиальной высоте проводника внешняя сторона его практически не несет тока. Это отъясняется тем, что при свер­тывании проводника в кольцо магнитное поле становится не­симметричным. Линии поля сгущаются у внутренней поверхно­сти и частично вытесняются внутрь проводника. Тонкие слои проводника, расположенные у внутренней поверхности, обла­дают наименьшим реактивным сопротивлением. Линии тока концентрируются преимущественно у поверхности наименьшего диаметра. Поэтому при нагреве внутренних поверхностей эф­фективная величина зазора между поверхностями индуктора и детали увеличивается на величину радиальной высоты витка индуктора. Кольцевой эффект оказывается полезным при на­греве внешних цилиндрических поверхностей и вредным при нагреве внутренних цилиндрических поверхностей.
...
Основными электрофизическими свойствами материалов для расчета индукционных нагревательных устройств являются Удельное электрическое сопротивление q и
...
греве ферромагнитных металлов изменяются удельное элект­рическое сопротивление и магнитная проницаемость. Удельное /i
...
При нагреве железа от 20 до 800° С удельное сопротивле­ние увеличивается примерно в 10 раз. Достигнув при 800— 900° С значения 1,2 ом-мм2/м, при дальнейшем повышении тем­пературы оно практически не возрастает.
...
Электрическое сопротивление металлов и сплавов зависит от их химического состава и внутренней структуры. Легирующие элементы повышают электрическое сопротивление железа. За­висимость удельного электрического сопротивления от содержа­ния различных элементов в сплавах при температуре 20° С по казана на рис. 10. Следует заметить, что электрическое сопро­тивление при высоком начальном значении мало увеличивается с повышением температуры. Сопротивления чистого железа и различных сплавов на железной основе сближаются с повыше­нием температуры. При температуре выше 900° С все сплавы на железной основе имеют сопротивление 1,2—1,3 ом-
...
В табл. 2 приведены значения удельного сопротивления наи­более часто встречающихся в практике индукционного нагрева материалов.
...
Магнитная проницаемость ферромагнитных тел в области достаточно сильных магнитных полей и постоянной напряжен­
...
ности остается почти неизменной при нагревании до температур 600—700 С, затем резко умень­шается и становится равной еди­нице при температуре точки Кюри. Зависимость магнитной проницаемости д. от температуры при различных напряженностях магнитного поля представлена на рис. 11.
...
Электропроводное тело, поме­щенное в переменное магнитное поле, испытывает давление со стороны этого поля. Силы, дей­ствующие на тело, связаны с па­раметрами тела и поля, подводи­мой мощностью и частотой. Про­анализировав связь между меха­
...
Ферромагнитные тела при температурах ниже точки магнит­ных превращений притягиваются к индуктору с силой, величи­на которой приближенно равна [2]:
...
q — ширина активной части индуктора; фр — функция зависимости электросопротивления от отно­шения dMfbM;
...
8М— глубина проникновения тока в металл. При индукционной наплавке большая часть электродинами­ческих сил оказывается приложенной к жидкому металлу, в результате чего форма его поверхности может искривляться, вызывая нежелательные изменения геометрии наплавляемого слоя. Поэтому предпочтительно использовать для наплавки от­носительно высокие частоты. Помимо этого необходимо учиты­вать, что с повышением частоты силы электромагнитного пере­мешивания уменьшаются пропорционально у—
...
При известных параметрах нагреваемого слоя изделия, ин­дуктора и напряжения, приложенного к индуктору, передавае­мая в нагреваемое тело мощность может быть определена из выражения
...
где а — расстояние между индуктором и деталью; U — длина индуктора; Et2 — напряжение на зажимах индуктора; Sa — площадь нагреваемой поверхности изделия; р — удельное электросопротивление;
...




Термическая обработка сплавов: Справочник
Цветные металлы и сплавы: Справочник
Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Свойства и применение
Индукционная наплавка твердых сплавов
Ультразвуковая дефектоскопия: Справ. пособие
Процессы цементации в цветной металлургии
Инструментальные стали и их термическая обработка