способ восстановления деталей заливкой жидким металлом

Формула изобретения

Способ восстановления деталей заливкой жидким металлом, включающий подготовку детали, сборку ее с кокилем, подогрев детали с помощью электрода, который вводят в кокиль и извлекают, и заливку жидкого металла, отличающийся тем, что подогрев детали осуществляют горением спрессованной термитной смеси, которую вводят в кокиль, инициируют горение дуговым разрядом, создаваемым электродом, после чего электрод извлекают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом, например бил молотковых мельниц, способом заливки жидким металлом.

Известен способ заливки жидким металлом, заключающийся в подготовке детали, обработки ее флюсом и нагреве ТВЧ, установки детали в отдельно нагретый кокиль и заполнение промежутка между его стенкой и изношенной поверхностью детали жидким металлом (Степанов В.А., Бабусенко С.М. Современные способы ремонта машин. М.: Колос, 1972, с.220).

Недостатком данного способа является низкое качество восстановления из-за недостаточно хорошего сплавления наплавленного слоя с поверхностью восстанавливаемой детали, а также невысокая производительность процесса из-за необходимости покрытия детали флюсом, отдельного подогрева кокиля и детали, сборки их в нагретом состоянии.

В качестве ближайшего аналога выбран способ восстановления деталей заливкой жидким металлом, включающий подготовку детали, сборку с кокилем, ведение электрода и подогрев детали путем наведения шлаковой ванны, после чего электрод извлекают и осуществляют заливку жидким металлом (Патент РФ 2124963, опубл. 20.01.1999. Бюл.№2).

Недостатком способа является высокая энергоемкость процесса наведения шлаковой ванны для подогрева детали, его сложность, так как процесс зажигания дуги, заключающийся в перегорании перемычки (вылета электрода), является трудноконтролируемым. Здесь требуется в короткий промежуток времени поддерживать стабильность сварочной дуги, варьируя одновременно подаваемым напряжением и величиной межэлектродного зазора. В противном случае дуга может «потухнуть» и попавший в зазор флюс не даст разжечь ее снова, либо электрод может «привариться» к детали, что в том и другом случае требует процесс наведения шлаковой ванны начинать заново. Поэтому реализация этого процесса требует применения специального дорогостоящего оборудования.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение процесса подогрева детали, снижение его энергоемкости и трудоемкости, а также повышение производительности.

Указанная техническая задача решается тем, что в предлагаемом способе восстановления деталей заливкой жидким металлом, включающим подготовку детали, сборку ее с кокилем, подогрев детали с помощью электрода, который вводят в кокиль и извлекают, и заливку жидкого металла, согласно изобретению подогрев детали осуществляют посредством спрессованной термитной смеси, которую вводят в кокиль и инициируют ее горение дуговым разрядом, создаваемым электродом, после чего электрод извлекают.

Предлагаемый способ позволяет значительно упростить процесс подогрева детали перед заливкой расплава, снизить его трудоемкость и энергоемкость без снижения качества сплавления наплавленного слоя с восстанавливаемой деталью. Процесс разжигания термитной смеси осуществляется от обычного сварочного трансформатора ручным электродом, затрачивая не более одной секунды времени, что обуславливает высокую производительность процесса. Кроме этого для трудносвариваемых сталей, как, например, сталь Г13Л (сталь Гадтфильда), в термическую смесь могут вводиться специальные элементы, обеспечивающие наплавку на восстанавливаемую поверхность детали подслоя.

Способ осуществляется следующим способом.

Подготовленную к восстановлению деталь, например било молотковой мельницы, закрепляют вертикально, соединяют с источником тока и сверху устанавливают кокиль. На изношенную поверхность била кладут спрессованный брикет из термической смеси, например системы железо-аллюминий в стехиометрическом соотношении (60% железной окалины, 25% алюминиевого порошка, 11% ферромарганца, 3% маршалита и 8% графита). Отдельно в индукционной печи готовят расплав наплавляемого металла. Далее ручным электродом создают дуговой разряд на брикете из термитной смеси и тем самым инициируют ее горение, после окончания которого заливают расплавленный металл. Положительное влияние на сплавление металлов оказывает применение флюсов (уменьшают угол смачивания, способствуют растеканию жидкого металла). Поэтому после извлечения электрода может быть засыпан флюс, например АМ-26 или АНШ-100, и после его полного расплавления, под воздействием тепла термитной смеси, заливают расплав.

Исследования опытных деталей, восстановленных предлагаемым способом, показали, что как по качеству наплавленного слоя, так и по прочности стыка они не уступают деталям, восстановленным по способу, описанному в прототипе.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления деталей заливкой жидким металлом значительно упрощает процесс подогрева детали, снижает его энергоемкость и трудоемкость, повышает производительность труда и обеспечивает высокое качество наплавки.