Способ подготовки пластин из твердого сплава

 

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПЛАСТИН ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА для армирования отливок, включающий нанесение на поверхность пластин защитного покрытия, отличающийся тем, что, с целью снижения внутренних термических напряжений в отливках в качестве защитного покрытия используют гранулы твердого сплава, аналогичного по составу отливки диаметром 0,2-2,0 мм и спекают его с пластинами. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неспеченные гранулы приклеивают к поверхности неспеченных или спеченных пластин. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) . (11) 4(51) В 22 Р 19/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3592047/22-02 (22) 19.05.83 (46) 30.06.85. Бюп, № 24

{72) В.В.Чекуров, И.Р.Ринберг, А,10.Шкляров и А.Н.Сумбулов (71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им.А.P.Áèðóíè (53) 621.74.046(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 565775, кл. В 22 1) 19/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 165059, кл. В 22 )) 19/06, 1964.

Смеляков Н.Н. Армированные отливки. М., Машгиз, 1958, с. 119110. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПЛАСТИН ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА для армирования отливок, включакиций нанесение на поверхность пластин защитного покрытия, отличающийся тем, что, с целью снижения внутренних термических напряжений в отливках в качестве защитного покрытия используют гранулы твердого сплава,- аналогичного по составу отливки, диаметром 0,2-2,0 мм и спекают его с пластинами.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что неспеченные гранулы приклеивают к поверхности неспеченных или спеченных пластин.

1163977

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению составного твердосплавного инстру-. мента методом литья; оно может быть использовено при производстве металлорежущего штампового, бурового и горнорежущего инструмента.

Цель изобретения — снижение внутренних термических напряжений в отливках.

На твердосплавные пластинки перед установкой их в литейную форму наносят слой гранул диаметром 0,2-2,0мм, изготовленных из материала твердосплавной пластинки, с последующим спеканием.

Толщина гранулированного слоя

0,2-2 мм в зависимости от размеров и объема металла, заливаемого в форму. Неспеченные гранулы могут быть нанесены на твердосплавные пластинки любым из известных способов, например, приклеиванием к поверхности неспеченной или спеченной твердосплавной пластинки с последующим совместным спеканием по технологии и режиму, принятым для данной марки твердого сплава.

П, р и м е р 1. Предлагаемым способом изготовлена шарошка бурового долота. Диаметр шарошки 55 мм, диаметр твердосплавных зубков 4 и 5 мм.

Марка твердого сплава ВК8-ВК (ГОСТ 880-75). Рабочая часть зубков сферическая, форма хвостовика цилиндрическая. Количество зубков на одной шарошке 45 шт. Шаг между зубками одного ряда 10 мм, длина заглубленной в корпус части зубка 1, 5 мм.

На заглубллемую в корпус часть зубков нанесен слой из гранул сплава

ВК8-ВК. Гранулы диаметром -0,2 мм приклеивают раствором каучука в бензине к поверхности зубка, а затем спекают с ним по стандартной техно-. логии и режиму, принятым для спекания данной марки твердого сплава.

Твердосплавные зубки с гранулированным слоем толщиной 0,2 мм монтируют в газифицируемую модель, вместе с ней устанавливают в литейную форму и заливают жидкостью марки 15НЗМА (ТУ 14-1-3-7). Температура заливки

1550 С. Отливки извлекают из формы через б ч после заливки.

Микроструктурное исследование твердосплавяых зубков и переходной эоны показало, что отсутствует несплавление между зубками и материалом корпуса, структура твердого сплава соответствует техническим условиям, в твердом сплаве нет трещин.

Пример 2, Аналогичным образом изготовляют резец с пластиной из твердого сплава марки Т15К6 .(ГОСТ 3882-74) формы 0741 (ГОСТ

1О

2209-69). Пластину очищают в металлоструйной камере, затем на поверхность пластины,, контактирующую с литым металлом державки резца, наносятслой из гранул твердого сплава Т15К6.

Диаметр гранул 1 мм, толщина слоя 1 мм.

Пластину размещают в газифицируемой модели, вместе с ней устанавливают в литейную форму и заливают сталью марки

45 Л (ГОСТ 977-75) при 1530 С, 20

Микроструктурное исследование показывает наличие хорошо сформированной переходной зоны между пластиной и металлом державки, Зазора по линии сплавления нет, трещины в твер. досплавной пластине и державке резца отсутствуют.

Пример 3. Подобным способом изготовляют матрицу штампа для высадки болтов. Твердосплавную вставку выполняют из сплава ВК-15 (ГОСТ

3882-72) формы 1010-0703 (ГОСТ 1028474), очищают в металлоструйной камере, затем на поверхность вставки, обращенную к корпусу матрицы, наносят на связующем слой гранул из твердого сплава ВК15, диаметр гранул 2 мм.

Вставку, покрытую гранулами твердого сплава, помещают в пенополистироловую газифицируемую модель, устанавливают вместе с ней в литейную форму и зали40 вают расплавом стали 40ХЛ (ГОСТ 97775) .

Микроструктурное исследование показывает хорошую пропитку гранулированного слоя расплавом, отсутствие

45 трещин в твердосплавной вставке и литом корпусе матрицы, наличие хорошо сформировавшейся переходной зоны.

Слой гранул, нанесенный на твердосплавную пластину сводит к минимуму внутренние термические напряжения в литом изделии и позволяет отказаться от предварительного подогрева твердосплавных пластинок.

Пример 4, Зубки диаметром

4 и 5 мм из твердого сплава ВК8-ВК

ГОСТ 880-75). Рабочая часть зубков сферическая, форма хвостовика цилиндрическая. На цилиндрическую

1163977

Составитель Т, Королева

Редактор И. Николайчук Техред И.Асталош Корректор Е. Рошко

Заказ 4130/9

Тираж 747

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 часть зубков раствором каучука в резине наклеивают слой гранул из сплава того же состава. Диаметр гранул О, 15 мм. Гранулы спекают вместе с зубками по стандартной тех- 5 нологии, Твердосплавные зубки с гранулированным слоем толщиной

0,15 мм устанавливают в пенополистироловой газифицируемой модели шарошки бурового долота, Количество зубков в данной шарошке 45 шт. Шаг между зубками одного ряда 10 мм, длина эаглубленйой в корпус части зубка 1,5 мм. Газифицируемую модель шарошки с установленными в ней зубками помещают литейную форму и заливают сталью марки 15НЗМА. Температура заливки 1550 С. Отливку извлекают из формы через 6 ч после заливки.

Микроструктурное исследование соединения показало, что переходная зона имеет характерное дендритное строение, междендритные участки заполнены сложной эвтектикой. В прилегающем к зоне соединения твердом сплаве имеются трещины, начинающиеся у границы между твердым сплавом и переходной зоной и идущие параллельно этой линии.

Пример 5. Изготавливают матрицу штампа с твердосплавной вставкой из сплава ВК15 (ГОСТ 388272). Вставку очищают в металлоструйной камере, затем на поверхность, контак- 35 тирукнцую с корпусом матрицы, раствором каучука в бензине наклеивают слой гранул диаметром 2,2-2,4 мм из твердого сплава ВК15. Твердосплавную вставку с гранулированным покрытием 40 устанавливают в гаэифицируемую модель матрицы штампа из пенополистирола.

Модель со вставкой помещают в литейную форму и заливают сталью 4ОХЛ (ГОСТ

977-75). Температура заливки 1600 С. 45

Микроструктурное исследование показало, что гранулированный слой имеет несплошности со стороны твердого сплава — участки не заполненные сплавом. Трещин в переходной зоне и твердом сплаве нет.

Гранулированйый слой принимает на себя "тепловой удар", возниканяций при контакте заливаемого металла с твердосплавной пластинкой, тем самым устраняя необходимость предварительного подогрева пластинки, предотвращая "тепловой удар", что упрощает технологический процесс литья.

Благодаря гранулированному слою при затвердевании литого изделия создается переходная зона переменного состава между твердосплавной пластинкой и материалом державки. Эта зона начинает формироваться сразу же после заливки жидкого расплава в литейную форму. Гранулированный слой пропитывается заливаемым металлом, нагревается и в нем активно протекают диффузионные процессы. Со стороны твердого сплава гранулированный -слой будет обогащен компонентами твердого сплава и, следовательно, в этом месте коэффициент термического расширения материала будет близок к коэффициенту термического расширения твердого сплава. Со стороны расплава этот слой обогащен компонентами последнего и, следовательно, в этом месте коэффициент термического расширения материала будет близок к таковому для металла державки инструмента.

Наличие переходной зоны переменного состава и, соответственно, переменного термического расширения позволяет свести к минимуму внутренние термические напряжения в литом изделии и избежать трещин в нем. Эта же зона препятствует образованию значительных внутренних термических напряжений при теплосменах в процессе эксплуатации литого инструмента, что обусловливает его повышенную долговечность.