×
20.06.2019
219.017.8d3a

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО СПЛАВА СО СТАЛЬЮ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может найти применение при изготовлении многослойной конструкции подшипников скольжения, в частности, состоящих из стального основания и плакирующего слоя из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, например оловянно-свинцовой бронзы. Устанавливают пластину из антифрикционного сплава с зазором над неподвижным стальным основанием и метают пластину из антифрикционного сплава на неподвижное стальное основание посредством инициирования находящегося над ней заряда взрывчатого вещества. Пластина выполнена из бронзы, содержащей свинец. До инициирования заряда взрывчатого вещества вводят в зазор между неподвижным стальным основанием и метаемой пластиной промежуточный слой в виде медной пластины, толщину которой выбирают из условия предотвращения попадания свинца в соединение. Технический результат заключается в получении прочного соединения антифрикционных сплавов, в частности бронз, содержащих свинец, со сталью при сварке взрывом. 1 ил., 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии сварки взрывом и может найти применение в машиностроении, при изготовлении многослойной конструкции подшипников скольжения, в частности, состоящих из прочного стального основания и плакирующего слоя из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец.

Основные способы соединения компонентов металлов между собой: литейное плакирование, холодная и горячая прокатка, сварка взрывом.

Так, получение биметаллического соединения (сталь - антифрикционный сплав бронзы) БрОЦС 4-4-2,5 литейным плакированием (Политехнический словарь, Изд. «Советская энциклопедия», Москва-1980, стр. 269), приводит к образованию пористого слоя и не. обеспечивает достаточной прочности сцепления слоев, что значительно снижает эксплуатационные характеристики вкладышей подшипников скольжения.

Получение биметаллического соединения для вкладышей подшипников скольжения совместной пластической деформацией (холодной прокаткой), (А.с. SU №965673, В23К 20/04, 25.10.82) включает в себя подготовку поверхностей исходных материалов, сборку пакета, плакирование путем холодной прокатки, промежуточную и окончательную термообработку. При этом пакет собирают из слоев стали и антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец (конкретно, оловянно-цинко-свинцовой) с одновременным введением между ними промежуточного слоя из меди или однофазной латуни, причем толщину промежуточного слоя выбирают равной 2-5% толщины стального слоя. Холодную прокатку ведут с обжатием 50-75%, промежуточный отжиг осуществляют при температуре максимальной растворимости компонентов один в другом. Образовавшееся соединение обладает невысокой прочностью и разрушается при последующей обработке, причем это сложный и трудоемкий процесс, он требует специального оборудования для нагрева и прокатки. Недостаточная прочность сцепления слоев объясняется наличием свинца в составе оловянно-цинко-свинцовой бронзе, который при плакировании вытесняется на поверхность раздела слоев и препятствует их соединению.

Таким образом, принятые в промышленности способы изготовления антифрикционных биметаллических соединений, в частности, сталь - антифрикционный сплав бронзы, содержащей свинец, сложны, трудоемки и, не обеспечивают достаточной прочности сцепления слоев.

Наиболее экономически приемлемым и технологичным подходом для получения биметаллических (биметалл) или композиционных соединений,. в частности, антифрикционных сплавов бронз, содержащих свинец, со сталью, является сварка взрывом, которая дает поверхность соединения с высокими механическими характеристиками и предъявляет менее строгие требования к подготовительным процессам по сравнению с литейным плакированием, холодной и горячей прокаткой. Положительными особенностями сварки взрывом является простота процесса и оборудования, этот процесс хорошо воспроизводим, качество сварного соединения может быть подтверждено неразрушающими и разрушающими методами контроля. При сварке взрывом контакт между металлами достигается при значительно более высоком давлении, чем в принятых технологических процессах, при движении контактной поверхности происходит самоочищение соединяемых поверхностей, требования к чистоте поверхности не столь жесткие. Для достижения высокого импульсного давления используется взрыв конденсированного взрывчатого вещества (ВВ), при этом не требуется специального оборудования для нагрева и прокатки, что обеспечивает минимальные трудозатраты и высокую производительность. Поверхности, которые должны быть соединены, соударяются со скоростью, более 100 м/сек, причем не по нормали, а под небольшим углом (от 2° до 25°), что приводит к более прочному соединению металлов по сравнению с литейным плакированием и прокаткой, за счет интенсивных сдвиговых деформаций в пограничном слое.

Известен способ (патент РФ №2243871, B23K 20/08, 10.01.2005), который может быть использован для соединения двух или нескольких металлических деталей, для чего метаемую металлическую пластину устанавливают с зазором над неподвижной пластиной (металлическим основанием) и инициируют заряд ВВ, расположенный над метаемой пластиной, от системы инициирования. Предварительно производят обработку поверхностей свариваемых пластин до шероховатости Rz=8,0÷12,0 мкм. Сварку осуществляют давлением продуктов детонации, время действия которых превышает время остывания расплавленных на глубину более 2 мкм поверхностных слоев пластин. В частности, в описании представлен результат эксперимента, относящийся к изготовлению вкладышей для подшипников скольжения. Биметалл: Сталь 08КП (неподвижная стальная пластина (основание)) - сплав АО-20 (метаемая металлическая пластина из антифрикционного сплава, не содержащего свинец). Толщина основного материала (Ст08КП) - 6 мм, толщина антифрикционного покрытия (сплав АО-20) - 1.5 мм. Расход ВВ: 6 кг/м2.

Качество сварки соответствует ТУ 48-21-840-89.

Данный технический подход позволяет получить биметалл, имеющий высокие технические и эксплуатационные характеристики, а также позволяет снизить уровень нагрузок, необходимых для разгона метаемой пластины (нет необходимости в обеспечении высокой скорости соударения, необходимой для превышения предела текучести материала). Однако, при таком подходе невозможно обеспечить сварку металлургически несовместимых металлов и сплавов (например, антифрикционный сплав бронзы, содержащей свинец, со сталью).

Техническая проблема состоит в создании технологичных подходов к получению прочных соединений антифрикционных сплавов (в частности, бронз, содержащих свинец) со сталью, так как свинец, находящийся в бронзе в качестве легирующего элемента, со сталью не взаимодействует и не образует твердых растворов.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в получении прочного соединения антифрикционных сплавов (в частности, бронз, содержащих свинец) со сталью при сварке взрывом.

Данный технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа получения соединения антифрикционного сплава со сталью сваркой взрывом, заключающегося в том, что устанавливают пластину из антифрикционного сплава с зазором над неподвижным стальным основанием, метают пластину из антифрикционного сплава на неподвижное стальное основание посредством инициирования находящегося над ней заряда взрывчатого вещества, в предложенном способе в качестве метаемой пластины выбирают пластину выполненную из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, до инициирования заряда взрывчатого вещества вводят в зазор между неподвижным стальным основанием и метаемой пластиной промежуточный слой в виде медной пластины, толщину которой выбирают из условия предотвращения попадания свинца в соединение;

В частности, толщина медной пластины лежит в диапазоне от 200 мкм до 500 мкм.

То есть, технический результат достигается за счет введения в зазор между свариваемыми металлами в исходной сборке до инициирования заряда взрывчатого вещества и соответственно, в полученное после сварки взрывом соединение промежуточного слоя из меди определенной толщины, что позволяет устранить прямой контакт при сварке взрывом металлургически несовместимых металлов-антифрикционного сплава и стального основания, конкретно, антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, со сталью.

Выбор антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, для изготовления метаемой пластины обусловлен его практичностью и распространенностью при получении сварных соединений, в частности, для подшипников скольжения.

Свинец, находящийся в антифрикционном сплаве такой бронзы в качестве легирующего элемента, препятствует получению соединения со сталью сваркой взрывом. Это объясняется тем, что при плакировании на поверхность раздела слоев вытесняется свинец, находящийся в свинцовой бронзе в виде мягкой структурной составляющей, который со сталью не взаимодействует и не образует твердых растворов и сварных соединений, хотя с другими металлами, например, с медью, можно получить такое соединение.

При сварке взрывом на контактной границе увеличивается тепловыделение, что приводит к переводу некоторого количества свинца в парообразную фазу и его выносу из зоны соединения, а оставшаяся часть свинца на линии соединения перемешивается в промежуточном слое меди. В связи с этим, для получения соединения антифрикционного сплава со сталью, предложено введение в зазор (причем выбор величины зазора обусловлен необходимостью создания условий возникновения воздушной ударной волны) между стальным основанием • и метаемой пластиной из бронзы, содержащий свинец, промежуточного слоя из меди толщиной, определяемой из условия предотвращения попадания свинца в соединение, в частности, между неподвижным стальным основанием и метаемой пластиной из бронзы, содержащей свинец, предложено расположить тонкую медную пластину (толщиной от 200 мкм до 500 мкм). Толщина промежуточного слоя из меди (медной пластины) подбирается экспериментально в зависимости от толщины метаемой пластины и массы заряда ВВ, исходя из условия предотвращения попадания свинца в соединение.

Эксперимент показывает, что при толщине промежуточной медной пластины менее 200 мкм происходит нарушение ее сплошности в процессе сварки взрывом, а увеличение толщины промежуточной медной пластины более 500 мкм, приводит к уменьшению требуемой толщины антифрикционного слоя в изделии. Сварка взрывом производится за один подрыв системы инициирования.

Практическая реализация этого подхода обеспечивает возможность формирования в зоне сварного шва структуры с минимальным содержанием свинца и предотвращает попадание свинца в соединение между компонентами основных металлов, что способствует получению прочного соединения бронзы, содержащей свинец, и стали.

На фиг. приведено, схематичное изображение реализующего способ устройства сварки взрывом трехслойного композита сталь + медь + антифрикционный сплав бронзы, содержащей свинец, где: 1 - метаемая пластина из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец,; 2- промежуточная пластина из меди (промежуточный слой в виде медной пластины); 3- неподвижное стальное основание, система инициирования ВВ (обозначена позицией «детонатор»).

Возможность достижения требуемого технического результата при использовании заявляемого способа подтверждается проведенными экспериментами.

Эксперимент проведен в соответствии с фиг. На фиг. изображено реализующее способ устройство для сварки взрывом стали (неподвижная стальное основание 3) с антифрикционным сплавом бронзы, содержащей свинец, (метаемая пластина 1), основанное на установке метаемой пластины 1 с зазором над неподвижным стальным основанием 3 и размещении над метаемой пластиной заряда ВВ, связанного с системой инициирования (детонатор), которое отличается от прототипа тем, что в зазоре между метаемой и неподвижной пластиной располагается промежуточная пластина 2 толщиной от 200 мкм до 500 мкм из меди.;

В последовательности действий способ сварки взрывом реализован следующим образом: устанавливают реализующую функцию плакирующего слоя пластину 1 из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, с зазором над неподвижным стальным основанием 3, метают эту пластину на неподвижное стальное основание посредством инициирования находящегося над метаемой пластиной заряда взрывчатого вещества. В качестве метаемой пластины 1 выбирают пластину, выполненную из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, до инициирования заряда взрывчатого вещества вводят в зазор между неподвижным стальным основанием 3 и метаемой пластиной 1 промежуточный слой 2 в виде медной пластины, толщину которой выбирают из условия предотвращения попадания свинца в соединение от 200 мкм до 500 мкм.

Эксперимент 1. Изготовление упорных колодок (сегментов) для упорных подшипников скольжения.

Биметалл: Ст. 20 - антифрикционный сплав бронзы, содержащей свинец БрО10С10. Толщина стального основания - (Ст. 20) - 25 мм, толщина метаемой пластины из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец (БрО10С10) -4 мм (400 мкм). Отношение массы ВВ к массе метаемой пластины 0,9-1,5.

Соединение разрушилось под действием отраженных волн разгрузки в процессе сварки взрывом из - за низкой прочности свинца, частицы которого при плакировании были выдавлены на контактные поверхности стали и бронзы и препятствовали получению соединения.

Эксперимент 2. Изготовление упорных колодок (сегментов) для упорных подшипников скольжения с промежуточным медным слоем.

Композиционный материал: Ст: 20 - медь Ml- антифрикционный сплав бронзы, содержащей свинец БрО10С10. Толщина основного материала (стального основания) (Ст. 20) - 25 мм, толщина промежуточного слоя (Медь M1) - (0,2-0,5)мм, толщина метаемой пластины (БрО10С10) - 4 мм. Отношение массы ВВ к массе метаемой пластины 0,9-1,5.

Получено сварное соединение по всей поверхности. Сварка взрывом в примерах 1-2 производилась взрывчатым веществом (смесь аммиачной селитры с тротилом) со скоростью детонации (1800-2000) м/с.)

По сравнению с прототипом реализована возможность получения прочного соединения (соединение не разрушилось в процессе сварки взрывом) металлургически несовместимых металлов и сплавов.

Таким образом, основным преимуществом способа является получение прочного сварного соединения при сварке взрывом стали с антифрикционным сплавом бронзы, содержащей свинец, за счет введения до инициирования ВВ промежуточного слоя определенной толщины из меди, что позволяет полностью предотвратить попадание свинца, содержащегося в бронзе в качестве легирующего элемента, в соединение между компонентами основных свариваемых металлов.

Способ получения соединения антифрикционного сплава со сталью сваркой взрывом, включающий установку пластины из антифрикционного сплава с зазором над неподвижным стальным основанием и метание пластины из антифрикционного сплава на неподвижное стальное основание посредством инициирования находящегося над ней заряда взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в качестве метаемой пластины используют пластину, выполненную из бронзы, содержащей свинец, при этом до инициирования заряда взрывчатого вещества вводят в зазор между неподвижным стальным основанием и метаемой пластиной промежуточный слой в виде медной пластины, толщину которой выбирают из условия предотвращения попадания свинца в соединение.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО СПЛАВА СО СТАЛЬЮ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО СПЛАВА СО СТАЛЬЮ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 495.
27.04.2016
№216.015.39c1

Бронезащита

Изобретение относится к области вооружений и военной техники, в частности к броневым конструкциям, которые могут быть применены в индивидуальных и транспортных средствах для защиты от воздействия пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя, а также в атомной и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582463
Дата охранного документа: 27.04.2016
10.08.2016
№216.015.5485

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к антенной технике. Кольцевая щелевая антенна содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний цилиндры, проводящее кольцо, первый и второй коаксиальные соединители, первую и вторую точки питания, первый и второй проводящие штыри. Проводящее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593422
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.560c

Контейнер для транспортирования и хранения отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к контейнерам и предназначено для транспортирования и длительного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в виде отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС). Контейнер для транспортирования ОЯТ содержит металлический корпус с нижним комингсом с закрепленными на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593273
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5646

Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к дистанционирующим устройствам, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки реактора ВВЭР-1000, во время их транспортирования и хранения в контейнерах. Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593388
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c94

Способ определения динамического коэффициента внешнего трения

Использование: механические испытания материалов, в частности определение динамического коэффициента внешнего трения. Для определения динамического коэффициента внешнего трения используются два образца, нижний из которых закрепляют на платформе, способной поворачиваться относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589955
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5d04

Способ контроля хода выполнения программы пользователя, исполняющейся на вычислительных узлах вычислительной системы

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к организации контроля хода выполнения программы, выполняющейся на вычислительной системе, вычислительном кластере. Технический результат - эффективное использование программы пользователя, что обеспечивает своевременное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591020
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5e6c

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства относится к измерительной технике и может быть использован для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590960
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6030

Способ определения углового положения подвижного объекта относительно центра масс

Способ определения углового положения подвижного объекта относительно центра масс, т.е определение пространственной ориентации при угловом движении, преимущественно летательных аппаратов (ЛА), относительно какой-либо базовой системы координат, путем аналитического ее вычисления на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590287
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.605d

Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства

Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства относится к взрывным работам, в частности к устройствам бесконтактного программирования и передаче данных инициатору газодинамического импульсного устройства с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590270
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cee

Способ определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области испытательной и измерительной техники. Способ включает регистрацию оптического излучения в спектре чувствительности фотодиода, сопровождающего инициирование заряда взрывчатого вещества (ВВ), находящегося в объекте испытания (ОИ). Регистрацию оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597034
Дата охранного документа: 10.09.2016
Показаны записи 1-10 из 18.
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.07.2013
№216.012.5401

Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества для сварки взрывом и смесевое взрывчатое вещество

Изобретение относится области производства взрывчатых веществ (ВВ), а именно производства смесевых взрывчатых веществ, используемых для сварки взрывом. Способ изготовления смесевого ВВ для сварки взрывом включает подготовку и смешение компонентов ВВ, при этом перед смешением взрывчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487108
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.10.2013
№216.012.7aac

Боевой элемент кассетного осколочного боеприпаса

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к боевым элементам кассетных осколочных боеприпасов. Боевой элемент кассетного осколочного боеприпаса включает корпус, заряд взрывчатого вещества, систему инициирования и металлическую облицовку, предназначенную для формирования из нее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497066
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.07.2014
№216.012.def2

Устройство для одновременной трансляции сигналов в оптическом и радиочастотном диапазонах излучения

Изобретение относится к области измерений кинематических параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах. Технический результат - обеспечение возможности производить измерения кинематических параметров фиксированного участка (точки) движущейся поверхности. Для этого устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522860
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.11.2014
№216.013.0aa6

Способ защиты насосно-компрессорной трубы от кавитационной эрозии

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности при добыче нефти с больших глубин, более 500 м, и при содержании в нефти газов. Техническим результатом изобретения является исключения или уменьшения эффекта кавитационной эрозии насосно-компрессорных труб. Сущность изобретения:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534134
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.01.2015
№216.013.1863

Способ изготовления биметаллических труб сваркой взрывом

Изобретение может быть использовано при изготовлении слоистых структур сложного профиля сваркой взрывом, например тонкостенных цилиндрических и эллиптических оболочек из биметаллов. Плакирующую трубчатую деталь из тугоплавкого металла, например ниобия, с центрирующим кольцом размещают с зазором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537671
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1be8

Способ контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при проведении взрывных работ для контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов (ЭД), не содержащих в своем составе инициирующих взрывчатых веществ (ВВ). Способ контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538572
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.11.2015
№216.013.944a

Микроволновый одноканальный радиоинтерферометр с волноведущим зондирующим трактом

Изобретение относится к радиоэлектронной технике микроволнового диапазона и может быть использовано для измерения параметров быстропротекающих процессов движения различных материальных объектов, ударно-волновых и детонационных фронтов, плазмы. Техническим результатом является возможность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569581
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.04.2016
№216.015.2faf

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения может использоваться в области физики взрыва, методов и средств неконтактного подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ). Способ включает формирование светового импульса лазерного излучения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580333
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37e4

Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др. Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582705
Дата охранного документа: 27.04.2016
+ добавить свой РИД