RU2491157C1 - Method of induction surfacing - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building. Proposed method comprises placing the article in retainer for them to revolve with aligned article rotation axis and mirror axis. Spreader is arranged inside article inner cylindrical surface bottom section. Spreader is fixed relative to revolving article and with clearance relative to its surface. Then inductor is installed to start the article to revolve. The inductor is switched on to feed facing material gradually onto revolving surface to required thickness of facing layer over the entire surface area. Here speed of rotation equals that whereat facing material crumbling and melt spreading are prevented. After facing said inductor is switched off. Note that revolution is continued unless hardening of the melt. Now the built-up surface is turned to required diameter.

EFFECT: optimised process, higher quality of built-up layer.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей изделий.The invention relates to mechanical engineering and can be used to increase the wear resistance of the inner cylindrical surfaces of the products.

Известен способ индукционной наплавки, заключающийся в том, что на наплавляемую поверхность изделия наносят слой наплавляемого материала (например, в виде пасты или шихты) и подвергают их совместному разогреванию токами высокой частоты при помощи индуктора - до оплавления поверхности изделия и расплавления наплавляемого материала; после отключения индуктора и остывания изделия и наплавленного материала на изделии образуется наплавленный слой (см., например, «Аникин Н. А., Дробышевская Н. И., Дудинов В. А. и др. Справочник для изобретателя и рационализатора. Предисл. Изд. 3-е испр. и доп. Москва-Свердловск, Машгиз, 1962. 792 стр. с ил.», стр.543).There is a method of induction surfacing, which consists in the fact that a layer of deposited material (for example, in the form of a paste or a mixture) is deposited on the surface to be welded and subjected to their joint heating by high-frequency currents using an inductor until the surface of the product is melted and the deposited material is melted; after the inductor is turned off and the product and the deposited material are cooled, a deposited layer forms on the product (see, for example, “Anikin N. A., Drobyshevskaya N. I., Dudinov V. A. et al. Handbook for inventor and rationalizer. Foreword Ed. 3rd ed. And additional Moscow-Sverdlovsk, Mashgiz, 1962. 792 pp. With ill. ", P. 543).

Недостаток данного способа состоит в том, что он неприемлем для наплавки цилиндрических поверхностей, ввиду того, что наплавляемый материал не удерживается на этих поверхностях вследствие их кривизны; края наплавленных слоев получаются малой толщины, что требует повторения ряда процессов наплавок.The disadvantage of this method is that it is unacceptable for surfacing of cylindrical surfaces, due to the fact that the deposited material is not held on these surfaces due to their curvature; the edges of the deposited layers are small in thickness, which requires the repetition of a number of surfacing processes.

В качестве прототипа взят способ индукционной наплавки цилиндрической поверхности по А.С. СССР №1794610, кл. В23К 13/01, опубл. 15.02.93 г., Бюл. №6. Сущность его состоит в том, что на цилиндрическую поверхность детали наносят наплавляемый материал и обрабатывают их индуктором, причем на поверхности выполняют совокупность канавок, ориентированных на образующей поверхности, периодически ориентируют поверхность с расположением каждой канавки горизонтально в верхней части поверхности, заполняют канавки наплавленным материалом и обрабатывают их индуктором, после чего поверхность обрабатывают, срезая слой основного материала и наплавленного материала до проектного диаметра, причем первоначальный диаметр детали берут с припуском на чистовую обработку.As a prototype taken method of induction surfacing of a cylindrical surface according to A.S. USSR No. 1794610, class B23K 13/01, publ. 02/15/93, bull. No. 6. Its essence lies in the fact that the deposited material is applied to the cylindrical surface of the part and treated with an inductor, moreover, a set of grooves oriented on the forming surface is performed on the surface, the surface is periodically oriented with each groove located horizontally in the upper part of the surface, the grooves are filled with the deposited material and processed their inductor, after which the surface is treated by cutting off the layer of the base material and the deposited material to the design diameter, and the initial diameter of the part is taken with a finishing allowance.

Недостаток прототипа состоит в том, что по данному способу перед непосредственно наплавкой необходимо выполнить в поверхности канавки для размещения в них наплавляемого материала, что нетехнологично; сам процесс наплавки требует значительных временных затрат, так как он осуществляется циклически для каждой отдельной канавки (наплавка и последующее охлаждение); кроме того, при данном способе наплавки наплавленный слой получается достаточно неоднородным вследствие того, что он состоит из отдельных наплавленных участков, это будет отрицательно сказываться на его эксплуатационных характеристиках.The disadvantage of the prototype is that according to this method, before directly surfacing, it is necessary to perform grooves on the surface to accommodate the deposited material, which is not technologically advanced; the surfacing process itself requires considerable time, since it is carried out cyclically for each individual groove (surfacing and subsequent cooling); in addition, with this method of surfacing, the deposited layer is quite inhomogeneous due to the fact that it consists of separate deposited sections, this will adversely affect its performance.

Изобретением решается задача оптимизации процесса наплавки внутренних цилиндрических поверхностей изделий и повышения качества наплавленного слоя.The invention solves the problem of optimizing the process of surfacing of the inner cylindrical surfaces of products and improving the quality of the deposited layer.

Это достигается тем, что изделие с наплавляемой внутренней цилиндрической поверхностью устанавливают горизонтально в фиксатор, с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия, внутри цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью, вдоль его оси, радиально, в нижней части цилиндра, с зазором относительно поверхности, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный - относительно вращающегося изделия - разравниватель, выполненный из термостойкого неметаллического материала, например, графита; устанавливают индуктор; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность - перед разравнивателем, по ходу вращения изделия - наплавляемый материал до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности, выдерживая скорость вращения достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава; после окончания наплавки индуктор отключают; продолжая вращение до затвердения расплава; наплавленную поверхность затем обтачивают до необходимого диаметра.This is achieved by the fact that the product with a built-in inner cylindrical surface is installed horizontally in the retainer, with the possibility of their joint rotation with the combination of the axis of rotation and the axis of symmetry of the product, inside the cylinder formed by the built-in surface, along its axis, radially, in the lower part of the cylinder, with a gap relative to the surface equal to the required thickness of the deposited layer, set a stationary - relative to the rotating product - leveling device, made of heat-resistant non-metallic material series, for example, graphite; install an inductor; bring the latch with the product into rotation; turn on the inductor and gradually feed onto the rotating surface - in front of the leveler, along the rotation of the product - the deposited material until the required thickness of the deposited layer is achieved over the entire surface, maintaining a rotation speed sufficient to prevent the deposited material from crumbling and the melt to drain off; after surfacing the inductor is turned off; continuing rotation until the melt solidifies; the deposited surface is then grinded to the required diameter.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: изделие 1, фиксатор 2, ось вращения 3, направление вращения со, наплавляемая поверхность 4, разравниватель 5, зазор С между разравнивателем и поверхностью, индуктор 6, наплавляемый материал (шихта) 7, наплавляемый слой 8.The invention is illustrated by the drawing, which shows: product 1, retainer 2, axis of rotation 3, direction of rotation co, surfaced surface 4, screed 5, clearance C between screed and surface, inductor 6, surfaced material (charge) 7, surfaced layer 8 .

Данный способ реализуется следующим образом. Изделие 1 устанавливают горизонтально в фиксаторе 2, приводимый во вращение (со) с горизонтальной осью вращения 3 и совмещения этой оси с осью симметрии цилиндра, образованного наплавляемой поверхностью 4; внутри цилиндра, вдоль его оси 3 радиально, в нижней части цилиндра, с зазором C относительно поверхности, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный - относительно вращающегося изделия - разравниватель 5, выполненный из термостойкого неметаллического материала, например, графита; на торцах изделия укрепляют кольцеобразные заглушки из материала, аналогичного материалу разравнивателя (не показано); устанавливают индуктор; приводят фиксатор с изделием во вращение; включают индуктор и постепенно подают на вращаемую поверхность - перед разравнивателем, по ходу вращения изделия, - наплавляемый материал - до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности, выдерживая скорость вращения достаточной для предотвращения осыпания наплавляемого материала и стекания расплава; после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердения расплава; наплавленную поверхность затем обтачивают до необходимого диаметра.This method is implemented as follows. The product 1 is installed horizontally in the latch 2, driven into rotation (co) with the horizontal axis of rotation 3 and combining this axis with the axis of symmetry of the cylinder formed by the weld surface 4; inside the cylinder, along its axis 3 radially, in the lower part of the cylinder, with a clearance C relative to the surface equal to the required thickness of the deposited layer, a leveling device 5, made of a heat-resistant non-metallic material, for example graphite, is installed; at the ends of the product, ring-shaped plugs are reinforced from a material similar to the leveling material (not shown); install an inductor; bring the latch with the product into rotation; turn on the inductor and gradually feed it onto the rotating surface - in front of the screed, in the direction of rotation of the product, - the deposited material - until the required thickness of the deposited layer is achieved over the entire surface, maintaining a rotation speed sufficient to prevent the deposited material from shedding and the melt to drain off; after surfacing, the inductor is turned off, continuing to rotate until the melt solidifies; the deposited surface is then grinded to the required diameter.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ наплавки позволяет проводить наплавку внутренних цилиндрических поверхностей изделий; процесс наплавки происходит непрерывно, что повышает однородность и эксплуатационные качества наплавленного слоя; способ позволяет за один цикл наплавки получить наплавленный слой требуемой толщины, что снижает временные затраты (не требуется периодического охлаждения расплава) и повысить качество наплавленного слоя.Compared with the prototype, the proposed method of surfacing allows surfacing of the inner cylindrical surfaces of the products; deposition process occurs continuously, which increases the uniformity and performance of the deposited layer; The method allows for one deposition cycle to obtain a deposited layer of the required thickness, which reduces time costs (it is not necessary to periodically cool the melt) and improve the quality of the deposited layer.

Claims (1)

Способ индукционной наплавки внутренней цилиндрической поверхности изделия, включающий установку изделия горизонтально в фиксатор с возможностью их совместного вращения с совмещением оси вращения и оси симметрии изделия, нанесение на наплавляемую внутреннюю цилиндрическую поверхность изделия наплавляемого материала в виде шихты, обработку индуктором материала и поверхности до их совместного расплавления при вращении изделия и последующее обтачивание наплавленной цилиндрической поверхности изделия до необходимого диаметра, отличающийся тем, что предварительно внутри изделия, вдоль его оси, радиально, в нижней части внутренней цилиндрической поверхности с зазором относительно нее, равным требуемой толщине наплавленного слоя, устанавливают неподвижный относительно вращающегося изделия разравниватель, выполненный из термостойкого неметаллического материала в виде графита, и индуктор, приводят фиксатор с изделием во вращение, включают индуктор и постепенно подают на вращающуюся внутреннюю цилиндрическую поверхность, перед разравнивателем, по ходу вращения изделия, наплавляемый материал до достижения требуемой толщины наплавленного слоя по всей поверхности со скоростью вращения, соответствующей скорости, при которой предотвращается осыпание наплавляемого материала и стекание расплава, после окончания наплавки индуктор отключают, продолжая вращение до затвердевания расплава. The method of induction surfacing of the inner cylindrical surface of the product, including installing the product horizontally in the fixture with the possibility of their joint rotation with the combination of the axis of rotation and the axis of symmetry of the product, application of the deposited material in the form of a charge on the deposited inner cylindrical surface of the product, treatment of the material and surface with the inductor until they are melted together during the rotation of the product and the subsequent grinding of the deposited cylindrical surface of the product to the required diameter, cast characterized in that previously inside the product, along its axis, radially, in the lower part of the inner cylindrical surface with a gap relative to it equal to the required thickness of the deposited layer, a leveling device, made of heat-resistant non-metallic material in the form of graphite, and an inductor, are installed bring the latch with the product into rotation, turn on the inductor and gradually feed it onto the rotating inner cylindrical surface, in front of the leveler, in the direction of rotation from divisions, the deposited material until the desired thickness of the deposited layer is achieved over the entire surface with a rotation speed corresponding to the speed at which the deposit of the deposited material is prevented and the melt does not drip, after the surfacing is completed, the inductor is turned off, continuing rotation until the melt solidifies.