Состав для модифицирования поверхности отливок в литейных формах

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению чугунных отливок с легированным и модифицированным поверхностным слоем . Цель изобретения - повышение износостойкости поверхностного слоя чугунных отливок при высокой их термостойкости . Состав содержит магний порошковьй, ферросилиций, сурьму, жидкое стекло, углеродистьй феррохром и фторид лития при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: магний порошковьй 12-20, сурьма 0,05- 0,10, ферросилиций 13-20, углеродистьй феррохром 1,5-3,5, фторид лития 0,5-1,5, жидкое стекло - остальное . Магний порошковьй, сурьма и ферросилиций обеспечивают получение на отливке термостойкого модифицированного поверхностного слоя с перлитной металлической, матрицей и шаровидным графитом. Углеродистьй феррохром обеспечивает легирование перлита хромом до 0,3% и формирование в наружной зоне модифицированного слоя изолированных дисперсных включений карбидов хрома в результате неполного растворения феррохрома. За счет легирования металлической матрицы хромом и присутствия карбидов хрома повышается износостойкость поверхностного слоя отливки. Присутствие в феррохроме 5% плавикового шпата, 8% натриевой селитры и 4,2% алюминиевого порошка обеспечивает за счет экзотермической реакции дополнительный разогрев состава на поверхности формы и более полное протекание процессов легирования и модифицирования . Фторид лития выполняет роль флюса и способствует получению на отливке большей толщины слоя с модифицированной и легированной поверхностью . 2 табл. Ш (Л с ю :о X) ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ (дц 4 В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3866786/22-02 (22) i 1.03.85 (46) 23.03.87, Бюл. N- 11 (71) Белорусский политехнический институт (72) Е.И. Бельский, С.С. Гурин, В.Е. Ливенцев и Г.И. Клещенок (53) 621,744.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 904871, кл. В 22 С 3/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N - 1105270, кл. В 22 С 3/00, 1984. (54) СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК В ЛИТЕЙНЫХ ФОРМАХ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно: к получению чугунных отливок с легированным и модифицированным поверхностным слоем. Цель изобретения — повышение износостойкости поверхностного слоя чугунных отливок при высокой их термостойкости. Состав содержит магний порошковый, ферросилиций, сурьму, жидкое стекло, углеродистый феррохром и фторид лития при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж: магний порошковый 12-20, сурьма 0,05О, tO ферросилиций 13-20, углеродистый феррохром 1, 5-3, 5, фторид лития 0 5-1,5, жидкое стекло — остальное. Магний порошковый, сурьма и ферросилиций обеспечивают получение на отливке термостойкого модифицированного поверхностного слоя с перлитной металлической: матрицей и шаровидным графитом. Углеродистый феррохром обеспечивает легирование перлита хромом до 0,37. и формирование в наружной зоне модифицированного слоя изолированных дисперсных включений карбидов хрома в результате неполного растворения феррохрома. За счет легирования металлической матрицы хромом и присутствия карбидов хрома повышается износостойкость поверхностного слоя отливки. Присутствие в феррохроме 57 плавикового шпата, 8Х натриевой селитры и 4,2Х алюминиевого порошка обеспечивает за счет экзотермической реакции дополнительный разогрев состава на поверхности формы и более полное протекание процессов легирования и модифицирования. Фторид лития выполняет роль флюса и способствует получению на отливке большей толщины слоя с модифицированной и легированной поверхностью. 2 табл .

1297982

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению чугунных отливок с легированным и модифицированным поверхностным слоем.

Цель изобретения — повышение износостойкости поверхностного слоя чугунных отливок при высокой их термостойкости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Известный состав, включающий магний порошковый, ферросилиций, сурьму и жидкое стекло и обеспечивающий получение на отливках модифицированного поверхностного слоя с высокой термостойкостью, дополнительно содержит углеродистый феррохром и фторид лития. Введение в состав феррохрома позволяет легировать поверхностный слой отливок хромом и повысить их из- носостойкость. Использование феррохрома, содержащего добавки экзотермической смеси, обеспечивает за счет дополнительного разогрева модифицирующего покрытия более полное протекание процессов легирования и модифицирования. Фторид лития выполняет роль флюса и способствует получению на отливке большей толщины слоя с модифицированной и легированной поверхностью. В результате на отливке образуется модифицированный магнием, кремнием и сурьмой и одновременно легированный хромом поверхностный слоч. Модифицированный слой толщиной

6-8 мм имеет структуру перлитной металлической матрицы и включения шаровидного графита, Такая структура обеспечивает повышение термостойко-сти отливки. Поверхностная зона на глубину 0,5 мм легирована хромом.

Содержание хрома в перлите достигает 0,3%. В наружной зоне толщиной

0,2-0,3 мм имеются включения карбидов хрома размером 10-20 мкм, представляющие собой недорастворившиеся остатки феррохрома. Легирование перлита хромом и присутствие изолированных вкраплений карбидов хрома обеспечивает существенное увеличение износостойкости.

П р и м е Р Состав готовят в краскомешалке из следующих матери алов;магний порошковый марки МПФ-2, жидкое стекло с модулем 2,31-2,60, ферросилиций марки ФС-75, сурьма. марки Су2, фтористый литий марки "4", 5

1Î

f5

ЗО

35 углеродистый феррохром следующего состава, мас.%: плавиковый шпат 5, натриевая селитра 8, алюминиевый порошок 4, 2, феррохром (56, 5% Cr; 6, 7%

С, О, 5% S l Ре — остальное) остальное, Сухие ингредиенты используют в порошкообразном виде. Ферросилиций и углеродистый феррохром дробят до частиц размером 0,1-0,2 мм, а сурьму— до фракции 0,01-0,1 мм. Порошкообразные ингредиенты в необходимых сооТ ношениях тщательно перемешивают в краскомешалке, затем добавляют расчетное количество жидкого стекла и перемешивание продолжают в течение l5-20 мин до полу ения однородной суспензии. На поверхность формы, предварительно покрытую противопригарной краской, кистью наносят состав до образования покрытия толщиной 1,0i,5 мм, затем форму подсушивают при

150-180 С в течение 10-15 мин.

В собранную форму заливают чугун следующего состава,%: С 3,4-3, 6, Si 2,0-2,2; Мп 0,5-0,8; S 0,01-0,03;

Р 0,1-0,2.

Варианты составов приведены в табл. 1, а показатели свойств от" ливок — в табл. 2. Толщины слоев отливки с шаровидным графитом и с карбидами определяют металлографически.

Термостойкость оценивают на образцах диаметром 30 мм и толшиной 5 мм после 100 и 200 циклов испытаний.

Каждый цикл испытания вклкчает нао грев в свинцовой ванне до 710-730 С и охлаждение в проточной воде до

120-140 С.

Испытания на износостойкость проводят в условиях сухого трения на машине типа Икода-Савина.

Использование состава позволяет получить в поверхностном слое чугунной отливки легированную хромом перлитную металлическую матрицу с шаровидным графитом и включениями карбида хрома в зоне недорастворившихся остатков высокоуглеродистого феррохрома. Такое сочетание структурных составляющих обеспечивает одновременное повьш ение термостойкости и износостойкости °

Применение состава при производстве литейной технологической оснастки, работающей в условиях термоциклировачия и износа, обеспечивает

10

Ингредиенты

Содержание ингредиентов в составах, мас.Ж

2 3

12

Магний порошковый

0,10

0,07

0 05

Сурьма

13

Ферросилиций

Феррохром экзотермический высокоуглеродистый

2,5

3 5

1,5

1,2 1,5

0 5

Фтористый литий

Остальное Остальное

Таблица 2

Остальное

Жидкое стекло

Параметры свойств поверхностного слоя отливок

Показатели свойств при использовании составов

J2 З

Толщина слоя с шаровидным графитом, мм

Толщина слоя с карбидами, мм

0,25 0,30

0,20

Количество трещин по периметру образца, шт

3/10 3/10

4/12

Средняя длина трещин, мм

0,20/5,4 0,20/4,8 0,15/4,5 г

Износостойкость мг/(см. 4) 390 325

420

П р и м е ч а н и е. В числителе - показатели термостойкости после 100 циклов теплосмен, в знаменателе — после 200 циклов испытаний.

ВНИИПИ Заказ 850/13 Тираж 741 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 повышение срока их службы в 1,5-2,0, раза.

Формула изобретения

Состав для модифицирования поверхности отливок в литейных формах,включающий магний порошковый, ферросилиций, сурьму и лидкое стекло, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости поверхностного слоя чугунных отливок при

97982 4 высокой их термостойкости, он дополнительно содержит углеродистый феррохром и фторид лития при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Магний порошковый 12-20

Сурьма 0,05-0, 10

Ферросилиций 13-20

Феррохром углеродистый t,5-3,5

Фторид лития 0,5-1,5

Жидкое стекло Остальное

Таблица 1