155741. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kopott tengelyek, tengelycsapok és hasonló alkatrészek föltöltőhegesztéssel való javítására
155741 A találmányunk szerinti megoldásra a következő meggondolások alapján végzett kísérletek vezettek: A kopásállóság végeredményben csak a felületi réteg minőségétől függ. Az alkatrész mag- 5 része csak az alkatrészen fellépő erő, illetve erőhatások tartására szolgál. Ez ismert jelenség és ezt már eddig is alkalmazták a gyakorlatban például azzal, hogy az alkatrész alacsony keménységű, nem eléggé kopásálló felületi rétegét 10 utólagos keménykrómozással igyekeztek keménnyé tenni. A keménykrómozás főként forgattyús-tengelyeknél nem vált be, mivel a keménykrómozás rontja a kifáradási határt. A felület nitrálással való kopásállóvá tétele a 15 legtöbb esetben az ismert eljárásoknál sikertelen, mert a feltöltött felületi rétegek általában nem nitrálhatók megfelelően. A felületi rétegek ismert eljárásokkal végzett, szénnel való dúsításánál felületi repedések ke- 20 letkeztek. Kísérleteink folyamán az ismert eljárásoktól eltérően azzal próbálkoztunk, hogy a — meggondolásaink alapján — siklási tulajdonságok szempontjából legfontosabb ötvözőket megfelelő 25 arányban hozzuk létre a felületi rétegben, függetlenül attól, hogy a javítani kívánt alkatrész anyagösszetétele milyen. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a siklási tulajdonságokat a Mn, Cr és Mo arányának 30 megfelelő változtatásával tág határok között úgyszólván tetszés szerint változtathatjuk. A Mn intenzív desoxidáló hatása folytán növeli a varrat tisztaságát és nagymértékben nö- 35 véli a ferrit szilárdságát, ezenkívül 1% feletti mennyiségben mint ötvöző a ferrit és karbid fázis között megoszolva növeli a feltöltött réteg szilárdságát és kopásállóságát, csökkenti a kritikus hűtési sebességet. 40 A Mo már kis mennyiségben is meggátolja a melegrepedéseket, szemcsefinomító hatást fejt ki és N-el való vegyrokonsága folytán alkalmassá teszi az ötvözetet felületkezelésre (nitrálásra, lágynitrálásra). 45 A Cr csökkenti a szemcsedurvulási hajlamot. E három ötvöző megfelelő aránya minden követelmény szempontjából kifogástalan minőségű felületi réteget biztosít. A találmány szerinti eljárással például a követ- 50 kezőképpen végezhetjük a kopott alkatrészek felületének feltöltőhegesztéssel való kiegészítését. 1. példa 55 A tengely, forgattyústengely anyaga ötvözetlen acél. A hegesztéshez Mn, Mo és Cr tartalmú huzalt alkalmazunk, amelynek célszerű összetétele az alábbi lehet: C%: 0,12—0,6 60 Mn%: 1,8—2,2 Cr%: 0,2—1,0 Mo%: 0,2—1,0 Si%:0,2—0,6 A hegesztést védőgázban végeztük. 65 2. példa A tengely, forgattyústengely anyaga ötvözött acél, amely kb. 1% Cr-ot tartalmaz. Ebből védőgáz alatti hegesztés során kb. 50% beötvöződik a varratba (vékony varrat esetén), így a huzalból a Cr ötvöző elhagyható. A huzal célszerű ötvözete a következő lehet: C%: 0,15—0,8 Mn%: 1,3—1,8 Mo%: 0,4—0,5 Si%:0,7—0,8 A hegesztést védőgáz alatt végezzük. 3. példa Az alkatrész anyaga ötvözetlen acél. A feltöltőhegesztést ötvözetlen huzallal végezzük. A varrat, illetve feltöltött réteg kívánt összetételét ötvözőporral biztosítjuk, amelynek célszerű összetétele a következő lehet: C%: 0,8—2,1 Mn%: 1,8—4,3 Cr%: 1,6—3,4 Mo%: 0,25—0,6 Si%: 0,5—1,1 4. példa Az alkatrész anyaga ötvözött acél. A hegesztést ötvözetlen acéllal végezzük. A varrat kívánt összetételét a következő ötvözőporral biztosítjuk: C%: 0,8-2,1 Mn%: 1,8—4,3 Mo°/0 : 0,3—0,75 Si%: 0,5—1,1 Valamennyi példánál a hegeszteni kívánt alkatrész feltölti hegesztéshez való előkészítését és hegesztés utáni lehűtését, kezelését ismert módon végezzük. A találmány szerinti eljárás fontosabb előnyei a következők: A feltöltőhegesztéssel kijavítani kívánt alkatrész felületén ennek anyagösszetételétől függetlenül kiváló siklási tulajdonságú, kopásálló réteget kapunk. A felületi réteg finomszemcsés szövetszerkezetű, mindenféle zárványtól mentes, amit a hegesztőhuzal, illetve hegesztőpor összetételén kívül főként az biztosít, hogy az ismert oxidos hegesztőporok helyett csak színfémeket, illetve ferroötvözeteket tartalmazó hegesztőport alkalmazunk. A nyert felületi réteg felületkezelése például nitrálással, lágynitrálással vagy felületi edzéssel kifogástalan minőségben végezhető. Kisebb igénybevételű tengelyeknél (fehérfém csapágyaknál) hegesztett (felületkezelés nélküli) állapotába» is megfelelő siklási tulajdonságokat és kopásállóságot biztosít. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás kopott tengelyek, tengelycsapök és hasonló alkatrészek feltöltőhegesztéssel való javítására, azzal jellemezve, hogy a hegesztést csak színfém, illetve ferroötvözet-ötvözőanyagot 2
