Легирующее покрытие для литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному - производству, в частности к покрытиям для поверхностного легирования форм и стержней . Цель изобретения - повышение износостойкости литых изделий, преимущественно из железоуглеродистых сплавов. Указанная цель достигается введением в покрытие, содержащее железо, хром, углерод и связующее , карбида хрома и ультрадисперсного порощка нитрида кремния, полученного, например, методом плазмохимического синтеза , в количестве соответственно 37,0... 57,0 и 0,1...0,3 мас.% при следующем соотнощении остальных ингредиентов, мас.%: хром 3,0...8,0, углерод 0,5...1,5, связующее 3,0...5,0, железо остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4157022/31-02 (22) 29.10.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Вычислительный центр СО АН СССР в г. Красноярске и Производственное объединение «Сибтяжмаш» (72) И. В. Усков, Г. Г. Крушенко, Б. Н. Моргалев, Ю. И. Лебедев, В. Г. Кочерженко, Т. Н. Миллер, У. А. Циелен, 3. А. Василенко и Л. П. Мирсанова (53) 621.746.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 859006, кл. В 22 С 3/00, 1981. (54) ЛЕГИРУЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

ÄÄSUÄÄ 1407653 А 1 (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к покрытиям для поверхностного легирования форм и стержней. Цель изобретения — повышение износостойкости литых изделий, преимущественно из железоуглеродистых сплавов. Указанная цель достигается введением в покрытие, содержащее железо, хром, углерод и связующее, карбида хрома и ультрадисперсного порошка нитрида кремния, полученного, например, методом плазмохимического синтеза, в количестве соответственно 37,0...

57,0 и 0,1...0,3 мас.0 0 при следующем соотношении остальных ингредиентов, мас.0 0: хром 3,0...8,0, углерод 0,5...1,5, связующее

3,0...5,0, железо остальное. 1 табл.

1407653

Изобретение относится к литейному производству, в частности к покрытиям для поверхностного легирования форм и стержней.

Цель изобретения — повышение износостойкости литых изделий преимущественно из железоуглеродистых сплавов.

Покрытие включает железо, хром, углерод и связующее и дополнительно содержит карбид хрома и ультрадисперсный порошотк нитрида кремния, полученного методом плазмохимического синтеза, при следующем соотношении ингредиентов, мас о :

Хром 3,0 — 8,0

Углерод 0,5 — 1,5

Карбид хрома 37,0 — 57,0

Ультрадисперсный порошок нитрида кремния 0,1 — 0,3

Связующее 3,0 — 5,0

Железо Остальное.

Легирующие компоненты — карбид хрома и нитрид кремния, в указанных соотношениях дают возможность повысить износостойкость поверхностно-легированного слоя.

Этот эффект достигается за счет увеличения в структуре легированного слоя карбидной фазы, а также за счет измельчения первичной дендритной структуры матричного металла легированного слоя.

Так, содержание. в покрытии карбида хрома должно находиться в пределах 37,0—

57,0 мас.о. Выход за нижний предел (37,0 мас.о) ведет к снижению износо стойкости за счет низкого содержания в легированном слое карбидной фазы. Увеличение в составе покрытия карбида хрома выше 57,0 мас.о приводит к перенасыщению матричного металла карбидной фазой, что приводит к ее выкрашиванию и, как следствие, к снижению износостойкости легированного слоя. При этом количество ультрадисперсного порошка нитрида кремния должно находиться в пределах 0,1—

0,3 мас.Я. Присутствие в покрытии ультрадисперсного порошка нитрида кремния обеспечивает измельчение первичной дентритной структуры, матричного металла легированного слоя. При выходе за нижний предел (0,1 мас. Я) не обеспечивается эффект измельчения первичной дендритной структуры, а выход за верхний предел является нецелесообразным, так как с повышением содержания в покрытии ультрадисперсного порошка нитрида кремния выше 0,3 мас.о, эффект измельчения первичной дендритной структуры не усиливается.

Применение связующего в количестве более 5,0 мас.Я затрудняет нанесение покрытия вследствие низкой вязкости композиции

Кроме того, в легированном слое наблюдаются газовая пористость и силикатные включения. Снижение количества связующего ниже 3,0 мас.g> не обеспечивает формуемости композиции.

Содержание хрома в количестве 3,0—

8,0 мас.Я объясняется лучшими условиями растворения хрома в железе и образованием в процессе этого твердого раствора, являю1Î щегося матрицей для карбидной фазы. Содержание хрома ниже 3,0 мас.о не обеспечивает оптимальных механических свойств твердого раствора, а при наличии хрома в количестве более 8,0 мас.о не обеспечивае1 его полное растворение.

Содержание углерода должно находиться в пределах 0,5 — 1,5 мас.Я. Присутствие в покрытии углерода обеспечивает формирование диффузионной переходной зоны между легированным слоем и основой отливки. Выход за нижний предел (0,5 мас.Я) ведет к снижению прочности сцепления легированного слоя с основой отливки, а содержание углерода выше 1,5 мас.о приводит к появлению на поверхности легированного слоя усадочных раковин.

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний известного и предлагаемого покрытий, свидетельствующие о возможности улучшения поверхностного слоя отливок.

Более высокая износостойкость литых деталей позволяет сократить выпуск деталей, работающих в условиях интенсивного износа, на 25Я, например брони дробилок, а также увеличить межремонтный срок работы оборудования, в котором используются упрочненные детали, в 1,8 раза.

Формула изобретения

Легирующее покрытие для литейных форм и стержней, включающее железо, хром, 40 углерод и связующее, отличающееся тем, что, с целью повышения износостойкости литых изделий преимущественно из железоуглеродистых сплавов, оно дополнительно содержит карбид хрома и ультрадисперсный порошок нитрида кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.Я:

Хром 3,0 — 8,0

Углерод 0,5 — 1,5

Карбид хрома 37,0 — 57,0

Ультрадисперсный поро5р шок нитрида кремния 0,1 — 0,3

Связующее 3,0 — 5,0

Железо Остальное

1407653

Показатели

1 I

45,0

57,0

37,0

0,2

0,3

0,1

13,3 14,0 12,8

Тонкодисперсная Дендритная структура

11,0

Грубая, крупнозернистая

Составитель О. Белков

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

3а каз 3248/13 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержание карбида хрома, мас.7

Содержание нитрида кремния, мас.Ж

Коэффициент относительной износостойкости

Характер первичной дендритной структуры

Известный Предлагаемый состав