кокиль для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой

Формула изобретения

1. Кокиль для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, выполненный с внутренней полостью, копирующей форму восстанавливаемой детали, и имеющий рубашку охлаждения, отличающийся тем, что на поверхности внутренней полости выполнены пазы, заполненные легирующими материалами.

2. Кокиль по п.1, отличающийся тем, что использован легирующий материал в виде вставок.

3. Кокиль по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пазы выполнены на внутренней полости, обращенной к рабочей поверхности детали.

4. Кокиль по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что легирующие материалы выбраны с температурой плавления выше температуры шлаковой ванны.

5. Кокиль по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что пазы имеют форму "ласточкина хвоста".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом электрошлаковым способом, например бил молотковых мельниц, зубьев ковшей экскаваторов и др.

Известен кокиль для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, выполненный по форме покрываемой поверхности и имеющий рубашку охлаждения (а.с. СССР, N 522929, Кл. B 23 K 25/00).

Однако данное устройство не позволяет осуществлять легирование наплавленного слоя другими материалами, не входящими в состав расходуемого электрода.

В качестве ближайшего аналога выбран кокиль для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, состоящий из внутренней полости, копирующей форму восстанавливаемой детали, и рубашки охлаждения (Шварцер А.Я. и др. Восстановление зубьев ковшей экскаваторов с переменным составом наплавленного металла. - Автоматическая сварка, 1985, N 3, с. 53-55).

Данное устройство не позволяет осуществлять легирование наплавленного слоя элементами, не входящими в состав расходуемого электрода. Для направленного легирования рабочей части детали приходится применять составной электрод, что повышает стоимость процесса восстановления. При этом при наплавке происходит перемешивание слоев металла составного электрода и эффект легирования достигается минимальный. Недостатком известного устройства является высокая стоимость изготовления высоколегированных расходуемых электродов.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение - повышение качества и снижение себестоимости восстановления за счет направленного легирования рабочей поверхности восстанавливаемой детали легирующими материалами, не входящими или входящими в недостаточном количестве в состав расходуемого электрода, а также снижение стоимости последнего.

Указанный технический результат достигается тем, что у кокиля для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, выполненного с внутренней полостью, копирующей форму восстанавливаемой детали и рубашки охлаждения, согласно изобретению, на поверхности внутренней полости кокиля выполнены пазы, заполненные легирующими материалами.

В пазы установлены вставки из легирующих материалов.

Пазы выполнены на внутренней полости, обращенной к рабочей поверхности детали и имеют форму "ласточкина хвоста".

Легирующие материалы выбраны с температурой плавления выше температуры шлаковой ванны.

Наличие пазов на внутренней поверхности кокиля, заполненных легирующими материалами или вставками из них, позволяет осуществлять направленное легирование наплавленного слоя металла элементами, отсутствующими или содержащимся в недостаточном количестве в расходуемом электроде, что с одной стороны, повышает качество наплавки, а с другой - снижает ее себестоимость, т. к. легирование осуществляется не по всему объему металла, а только в рабочей части.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где: на фиг.1 приведен в разрезе кокиль с пазами на его внутренней поверхности, заполненными легирующими материалами или вставками из них, а на фиг. 2 - вид кокиля с пазами сверху.

Кокиль 1 (фиг. 1) состоит из внутренней полости, копирующей форму восстанавливаемой детали 2 и рубашки охлаждения 3. На внутренней поверхности кокиля 1, обращенной к рабочей поверхности детали 2, выполнены пазы 4, заполненные легирующими материалами или вставками из них.

Кокиль используется следующим образом. Пазы 4 заполняются легирующими материалами, либо в них устанавливаются вставки из них. Затем кокиль 1 устанавливают на восстанавливаемую деталь 2, подают воду в рубашку охлаждения 3, засыпают флюс, и расходуемым электродом осуществляют электрошлаковую наплавку. После наплавки нескольких деталей легирующие материалы или вставки из них выгорают и их заменяют на новые.

Наличие пазов на внутренней поверхности кокиля, заполненных легирующими материалами, позволяет осуществлять эффективное легирование элементами отсутствующими, или содержащимися в недостаточном количестве в расходуемом электроде. Причем сам расходуемый электрод вообще может быть выполнен из обычной нелегированной низкоуглеродистой стали, а легирование наплавленного слоя осуществляется за счет легирующих элементов, расположенных в пазах, что значительно экономичнее применения высоколегированных расходуемых электродов. Это связано с тем, что при наличии легирующим материалов не в расходуемом электроде, а в пазах процесс легирования происходит не по всему объему наплавленного металла, а в большей степени по периферии, прилегающей к пазам, что значительно экономичнее.

В случае выполнения пазов на внутренней полости кокиля, обращенной к рабочей поверхности детали, легирование более интенсивно будет осуществляться именно этой поверхности и позволит сохранить вязкую сердцевину детали, что в дальнейшем повышает ее ударную вязкость.

Из технологических соображений более рационально легирующие материалы выполнять в виде вставок, которые устанавливают в пазах кокиля и по мере выгорания заменяют на новые.

Легирующие материалы могут представлять как однокомпонентный, так и многокомпонентный материал. Причем температура плавления легирующих материалов, как и вставок, изготовленных из них, должна быть выше температуры шлаковой ванны. В противном случае расплавленный наплавляемый металл заполнит пазы, что изменит форму восстанавливаемой детали, а в случае изготовления пазов в виде "ласточкина хвоста" к тому же значительно затруднит удаление ее из кокиля.