Способ изготовления пористых вставок для композиционных отливок

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению пористых вставок для композиционных отливок с износостойкими рабочими поверхностями, например штампов. Целью изобретения является уменьшение расслоения композиционной отливки за счет увеличения прочности связи вставки и отливки. Способ осуществляется следующим образом. Готовят три смеси из порошков окиси алюминия, 10-15 об.% азотнокислого алюминия и древесных опилок в количестве 60,70 и 80 об.%. В смесь вводят парафин в количестве 45-50 об.% от шихты. В горячем виде в керамической форме формуют три слоя таким образом, что содержание древесных опилок убывает в сторону рабочей поверхности. Затем проводят термообработку для возгонки парафина из формы и выгорания древесных опилок, разогретую керамическую форму со вставкой заливают расплавленным металлом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 22 F 7/00, 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4142862/31-02 (22) 08.09.86 (46) 15.06.90. Бюл. № 22 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И. 3. Соколова (72) А. И. Акименко, Г. А. Рудакова, И. В. Малич и А. А. Акименко (53) 621.762.34.86 (088.8) (56) Оболенцев Ф. Д. и Борщ В. Г. Литейное производство. 1981, № 5, с. 15 в 16.

Оболенцев Ф. Д. и др. Литейное производство. 1985, № 1, с. 20 — 21. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ ВСТАВОК ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению пористых вставок для композиционных отИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению пористых вста вок для композиционных отливок с износостойкими рабочими поверхностями, например штампов.

Цель изобретения — уменьшение расслоения композиционной отливки за счет увеличения прочности связи вставки и отливки.

Способ изготовления пористых вставок для композиционных отливок включает приготовление порошковой пластифицированной смеси, включающей окись алюминия, азотнокислого алюминия и парафина, в которую вводят пустотообразующие элементы, в качестве которых используют древесные опилки. Формование вставки проводят послойно, так чтобы содержание древесных опилок уменьшалось с 80 до 50% в сторону рабочей поверхности, причем термическую обработку проводят в керамической форме. Разо„,Я0,» 157О849 А1 ливок с износостой кими рабочими поверхностями, например штампов. Целью изобретения является уменьшение расслоения композиционной отливки за счет увеличения прочности связи вставки и отливки. Способ осуществляется следующим образом. Готовят три смеси из порошков окиси алюминия, 10 — 15 об.% азотно-кислого алюминия и древесных опилок в количестве 60, 70 и 80 об.%. В смесь вводят парафин в количестве 45 — 50 об.% от шихты. В горячем виде в керамической форме формуют три слоя таким образом, что содержание древесных опилок убывает в сторону рабочей поверхности. Затем проводят термообработку для возгонки парафина из формы и выгорания древесных опилок, разогретую керамическую форму со вставкой заливают расплавленным металлом. гретую керамическую форму со вставкой заливают расплавом.

Ве роятность ра сслое ни я ком пози ци он ной отливки уменьшается за счет создания переменной пористости вставки, возрастающей в сторону основы отливки. Если бы вставка (пористая заготовка) имела одинаковую пористость по сечению, то площадь связи основы штампа с пропитанным (в поры вставки) слоем металла была бы íà 20% меньше.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Изготовление пористых вставок для (композиционных) отливок штампов.

Порошковую пластифицированную смесь готовят из порошка окиси алюминия (с набором частиц по размерам 0,5 — 1, О,1 — 0,3 и 001 — 003 мм, 50, 30 и 20% соответ1570849 формула изобретения

Составитель А. Новиков

Редактор М. Келемеш Техред И. Верее Корректор М. Пожо

Заказ !476 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 ственно), смешанного с 10 — 15 об. Я окислообразующей при обжиге соли, например азотно-кислого алюминия. Затем берут

60 об. Я от порошка А1 0з и азотнокислого алюминия древесных опилок и смешивают опилки с парафином. Количество парафина составляет 45 — 50 об.Я от порошка окиси алюминия, азотно-кислого алюминия и древесных опилок. Все компоненты тщательно вымешивают, например, в шаровой мельнице с подогревом до 50 — 60 С в течение 1 — 2 ч и в горячем виде формируют (на керамической литейной форме) слой толщиной 2 — 2,5 мм для получения пористой вставки. Второй слой готовят из тех же компонентов, но используют 70 об. о древесной стружки и такую массу (смесь) накладывают на первый слой, толщина второго слоя 2 — 3,0 мм. После этого готовят смесь для формования третьего слоя вставки (толщина 3 — 3,5 мм), используя 80 об. Я древесных опилок, а остальные компоненты применяют также. Размер деревянных опилок составляет 1 — 1,5 мм. Слой вставки (сырой) повторяет геометрию оабочей поверхности штампа. Отформованные вставки на поверхности керамической формы подвергают термообработке, совмещенной с термообработкой (разогревом) керамической формы.

В процессе термообработки вставки совместно с керамической формой происходит поглощение парафина (пластификатора) керамической формой (вместо засыпки по прототипу), возгонка парафина из формы и выгорание пустообразующих элементов (древесных опилок), на месте которых остаются открытые поры. В процессе термообработки вставки (и формы) во вставке образуется спеченная керамическая слабая связь меж- 35 ду частицами порошка окиси алюминия и открытая пористость, убывающая от 70 до

50 об. о, на рабочей поверхности вставки.

Термообработку вставки (керамической формы) проводят нагревая со скоростью

10 — 20 град/ч до 200 С, 30 — 40 град/ч до 570 †6 С и 100 град/ч до 900 †10 С.

Разогретую керамическую форму со вставкой заливают расплавом (Т=1600 С) для получения штампа, например стали.

Пример 2. Изготовление вставок для распредвалов.

Готовят смесь порошка окиси алюминия аналогично примеру 1, берут такое же количество парафина, только закладывают (дают) для различных слоев вставки различное количество древесных опилок (с размером частиц опилок 0,8 — 1,0 мм), а именно: для первого слоя — 50 об. о, для второго — 60 об. Я, для третьего — 70 об. Я.

Толщина сырых слоев составляет 1,2—

1.4, 1,4 — 1,6, 1,6 — 1,8 мм соответственно.

После термообработки, которая проводится по режиму примера 1, пористость (технологическая, т. е. открытая пригодная для пропитки) составляет 40, 50, 60 об. Я соответственно.

Способ изготовления пористых вставок для композиционных отливок, преимущественно на основе оксида алюминия, включающий приготовление шихты, формование вставки, спекание и пропитку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расслоения композиционной отливки за счет увеличения прочности связи вставки и отливки, в качестве шихты используют смесь оксида алюминия, азотно-кислого алюминия, парафина и древесных опилок, формование вставки проводят послойно, причем содержание древесных опилок в слоях уменьшается послойно с 80 до 50о в сторону рабочей поверхности, причем спекание проводят в керамической форме.