Розробка технології та створення дослідного устаткування для контактного зварювання опором твердосплавних зубів розпушувача барового ланцюга з матеріалу ВК-8

Abstract

Вступ. Необхідність зварювання твердих сплавів зі сталлю виникає в інструментальній промисловості і в низці процесів у машинобудівній галузі при виготовленні твердосплавних заготовок, які за своїми габаритами або конфігурацією не можуть бути отримані звичайними методами порошкової металургії. Проблематика. Виготовлення зубів розпушувача з твердих сплавів вольфрам-кобальтової групи ВК8 та сталі 40Х, є важливим та актуальним завданням для підвищення експлуатаційної надійності барового ланцюга. У світовій практиці при виготовленні його зубів використовують технологію пайки в індукторі або газовим полум'ям з припоями на основі срібла. Проте такий процес є низькопродуктивним та високовартісним. Мета. Розробка високоефективної та відносно дешевої технології виготовлення зубів розпушувача барового ланцюга та експериментального обладнання для її реалізації. Матеріали й методи. Дослідження проводились на промислових зразках із твердого сплаву ВК-8 та сталі 40Х. Мікроструктуру зварних з'єднань досліджували методами оптичної та електронної мікроскопії. Результати. Розроблено технологію контактного зварювання опором твердосплавних зубів розпушувача барового ланцюга з матеріалу ВК-8 зі сталлю 40Х з використанням проміжного композиційного прошарку. Створено дослідне устаткування на основі машини для контактного зварювання та комп'ютерної системи управління. Металографічні дослідження зварних з'єднань показали відсутність у них дефектів. Проведені випробування зубів розпушувача барового ланцюга довели, що вони забезпечують належний ресурс експлуатації. Висновки. Розроблена технологія та устаткування дозволяють значно знизити собівартість та підвищити продуктивність процесу зварювання порівняно з існуючими технологіями та здійснити заміщення зубів розпушувача барового ланцюга імпортного виробництва на власні розробки.

Introduction. The need for welding hard alloys with steel occurs in the tool industry and in other engineering industries while manufacturing carbide blanks that cannot be produced by conventional methods of powder metallurgy because of their size or configuration. Problem Statement. The ripper teeth manufacturing from the hard alloys of the tungsten-cobalt group VK8 and steel 40X is an important and urgent task for improving of the bar chain operational reliability. In world practice, the soldering technology is used in an inductor or a gas flame with silver-based solders for manufacturing the teeth. However, this process is characterized by a low productivity and a high cost. Purpose. Development of highly effective and relatively cheap technology to produce the bar chain ripper teeth and equipment for its implementation. Materials and Methods. The research has been carried out on industrial samples of VK-8 hard alloy and 40X steel. The welded joint microstructure has been studied by optical and electron microscopy. Results. The resistance welding technology of carbide bar chain ripper teeth from material VK-8 and steel 40X with the use of an intermediate composite layer has been developed. Experimental equipment based on resistant welding machine and computer control system has been created. Metallographic studies of weld joints have shown that the joints have no defects. The tests of the welded bar chain ripper teeth have proved that they provide the required service life. Conclusions. The developed technology and equipment enable to reduce the cost and to increase the productivity of the welding process in comparison with the existing technologies. It has enabled to replace the imported bar chain ripper teeth with domestic products.

Введение. Необходимость сварки твердых сплавов со сталью возникает в инструментальной промышленности и в ряде процессов в машиностроительных отраслях при изготовлении твердосплавных заготовок, которые по своим габаритам или конфигурации не могут быть получены обычными методами порошковой металлургии. Проблематика. Изготовление зубьев рыхлителя из твердых сплавов вольфрамокобальтовой группы ВК8 и стали 40Х является важной и актуальной задачей для повышения эксплуатационной надежности баровой цепи. В мировой практике при изготовлении ее зубьев используют технологию пайки в индукторе или газовым пламенем с припоями на основе серебра. Однако такой процесс отличается низкой производительностью и высокой себестоимостью. Цель. Разработка высокоэффективной и относительно дешевой технологии изготовления зубьев рыхлителя баровой цепи и экспериментального оборудования для её реализации. Материалы и методы. Исследования проводили на промышленных образцах из твердого сплава ВК-8 и стали 40Х. Микроструктуру сварных соединений исследовали методами оптической и электронной микроскопии. Результаты. Разработано технологию контактной сварки сопротивлением твердосплавных зубьев рыхлителя баровой цепи из материала ВК-8 со сталью 40Х с использованием промежуточного композиционного слоя. Создано опытное оборудование на основе машины для контактной сварки и компьютерной системы управления. Металлографические исследования сварных соединений показали отсутствие у них дефектов. Проведенные испытания сварных зубьев рыхлителя баровой цепи доказали, что они обеспечивают требуемый ресурс эксплуатации. Выводы. Разработанная технология и оборудование позволяют значительно снизить себестоимость и повысить производительность процесса сварки по сравнению с существующими технологиями и провести замещение зубьев рыхлителя баровой цепи импортного производства на отечественные разработки.