专利名称：感应堆焊方法
技术领域：
本发明涉及堆焊技术领域，更确切地说是涉及感应堆焊方法。
本发明可以十分成功地用来把合金堆焊到耕耘机械的工作机件上，例如犁板、犁尖等。
此外，本发明可以用来把硬质合金堆焊到耕耘机的铲子、犁侧板和耙齿上。
已知的感应堆焊方法包括把以金属粉末为基料的粉末状配料涂敷到待堆焊的表面上，将配料压实並加热使其熔化(见Ткачевв.н.等人著的“ИндукционнаяНаплавкаТвердыхспловов”，М.，Машиностроение，1970年，123-124页)。
为了实施已知的堆焊方法，必须保证粉末状配料的温度达到1200～1250℃。
在此情况下，由于配料的颗粒很小，因此即使粉末状物料处于压实的状态，实际上也不会被高频电流加热起来。
配料的加热是通过来自被堆焊的金属零件的热对流来达到的。
在此情况下，零件的温度应高于配料熔化温度。
考虑到热对流传递仅仅发生于配料内层紧挨的表面，並且热是依靠热传导来传递的，由于配料粉末颗粒的接触面积较小，故其导热能力不大。
因此，为了进行堆焊必须使零件表面经受较长时间的高温。
这就决定了该过程是高耗电量的，並且导致被堆焊零件的金属内部形成粗晶组织，这就使零件的强度和冲击韧性降低。
本发明的任务是提供这样一种感应堆焊方法，在该方法的制备粉末状配料的步骤中采取一种附加措施，保证使零件的温度、堆焊时间及其耗电量都得以降低。
这个任务是通过这样一种感应堆焊方法来解决的，该方法包括把以金属粉末为基料的粉末状配料涂敷到待堆焊的零件表面上，将配料压实並加热使其熔化，其中，按照本发明，在把粉末状配料涂到待堆焊的表面上之前，先对配料进行塑性变形处理，变形处理的条件应保证配料的金属粉末颗粒处于最大应力状态，同时不使它们被破坏。塑性变形(机械活化)可提高颗粒内部的自由能，这就使得在零件和配料一起受到强烈加热时，这一部分自由能就在配料层的内部释放出来。
在此情况下配料的导热能力将提高，而且它熔化所需的时间将缩短。
因此可以降低零件表面的加热温度，缩短零件经受高温的时间並因此可降低在感应堆焊过程中的能耗。
此外，随着感应堆焊所需时间的缩短，减弱了被堆焊零件的金属中的晶粒长大，这样也就降低了它的脆性。
同时最好是用挤压或冲击加载的方法来使配料金属颗粒变形，因为在此情况下可使颗粒内部积聚大量的能量。
假如这些颗粒在变形时受到破坏，那末变形能量的大部分将转变为热能，而且不能再用于堆焊过程中。
因此，在机械活化过程中所选用的应力值必须低于强度极限，也就是300＜σ＜500牛/毫米2。如果应力过低，则使自由能减少，因此使本发明的应用效果降低，而如果应力过高，则可能使颗粒破坏，因此也会使自由能的总量减少。
下面以具体实施例的详细叙述来解释本发明。
所推荐的感应堆焊方法包括把以金属粉末为基料的配料涂敷到待堆焊的表面上，将其压实使之达到较大的密度，把待加工的零件置于感应器中，将其加热到配料熔化温度，保持足够的时间，以使配料层完全熔化，最后在空气中冷却。
按照本发明，在把粉末状配料涂敷到待堆焊的表面上之前，先将这些配料进行塑性变形处理，这种处理应保证配料的金属粉末颗粒处于最大应力状态。在此情况下，可把颗粒变形到应力大小不达到强度极限为止，也就是到不使颗粒粉碎(或破坏)为止。
在进行塑性变形处理(机械活化)时，金属晶粒发生变形並使其中的自由能增加，这种自由能只有在强烈加热(加热速度超过70℃/秒)时才会释放出来。
这种能量可用来加热配料，在把待堆焊零件的金属加热到910℃以上时，即可使这些配料熔化。
由于这些自由能的作用，使配料中的低熔点组分充分熔化，使孔隙被填满並提高了配料层的导热能力，因此缩短了配料加热的时间。
以挤压或冲击的方法使之变形的机械活化处理应在颗粒开始破坏之前，也就是在达到颗粒的最大应力状态之前，亦即在达到强度极限之前即停止进行，这一极限值为300～500牛/毫米2。
假如颗粒被破坏，那末积聚的变形自由能就转变为热能並无用地释放掉。
本方法的具体实施例1.堆焊对象合金钢制的犁板。
堆焊用物料为具有下列组成的合金C＝4.4～5.4;Cr＝35～41;Si＝1.6～2.6;Ni＝1～1.8;Cu不大于2.5。
把上述合金粉末置于行星式磨碎机中进行机械活化，与磨碎机连接的电动机的功率-1.1千瓦。
活化制度行星式磨碎机的主动盘转速-700转/分;
滚筒转速-700转/分;
直径8毫米的球的总质量-250克;
被加工的物料总质量-50克;
第1活化阶段时间-5秒;
在磨碎机中的停留时间-5秒;
第2活化阶段时间-15秒;
以实验来确定这种在两阶段之间带有5秒钟间隔的两阶段活化制度。
在活化处理后把这些配料涂敷于待堆焊的犁板表面上，涂层厚度8毫米。
堆焊制度振荡器频率-66千赫;
感应器输出功率-100千瓦;
基底金属温度-1050～1100℃;
堆焊时间(包括零件的加热时间)-28秒。
用同样的合金在同一高频振荡器中並以同样的堆焊制度对同一种犁板进行堆焊，但是没有经过机械活化处理。
所获结果如下金属基底的温度-1200～1250℃;
堆焊时间(包括零件的加热时间)-37秒。
2.堆焊对象犁侧板;堆焊用物料为具有下列组成的合金C＝5.2～7.1;Cr＝49;Si＝2.6;Ni＝0.3～1.0;Mn不大于0.3;B＝0.04～0.18;Cu＝0.22～0.63。
按照实施例1的方法对上述组成的粉末进行机械活化处理。
区别仅仅在于第2阶段的活化时间(根据实验数据)缩短至5秒。
堆焊制度振荡器频率-66千赫;
感应器输出功率-100千瓦;
基底金属的温度-1040～1080℃;
堆焊时间(包括零件的加热时间)-14秒。
用同样的合金在同一高频振荡器中並以同样的堆焊制度对同一种犁侧板进行堆焊，但是没有经过机械活化处理。
所获结果如下基底金属的温度-1200～1250℃;
堆焊时间(包括零件加热的时间)-21秒。
这样，在所推荐的堆焊方法中由于配料的活化粉末放热的结果使被堆焊零件的金属温度降低了约100℃，而堆焊时间约缩短到原来的1/1.3。此外，所推荐的方法所防止在被堆焊零件的金属中晶粒长大，因此降低了它的脆性。
权利要求
1.感应堆焊方法，包括把以金属粉末为基料的配料涂敷到待堆焊的零件表面上，将其压实，加热使其熔化，其特征在于，在把配料涂敷到待堆焊的表面上之前，先将配料进行塑性变形处理，变形处理应保证配料的金属粉末颗粒处于最大应力状态，但颗粒不被破坏。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，用挤压方法对金属颗粒进行变形处理。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，用冲击方法对金属颗粒进行变形处理。
4.根据权利要求2和3中任一项的方法，其特征在于，粉末状配料的金属颗粒的强度极限为300～500牛/毫米2。
全文摘要
本方法的实质在于，把一种粉末状的金属配料涂敷到待堆焊的零件表面上，将其压实并加热使其熔化。在把配料涂敷到被堆焊的表面上之前，先对配料进行塑性变形处理，这种处理以配料粉末颗粒不被破坏为限度。
文档编号B23K9/04GK1041898SQ88108448
公开日1990年5月9日 申请日期1988年10月11日 优先权日1988年10月11日
发明者雅力山大·安德依维奇·博尔, 雅力山大·卡恩莫维奇·泰特尔鲍姆, 阿克戴·艾安纳斯维奇·库尔特斯夫 申请人:安尼梯姆-科学生产联合企业