Состав для легирования поверхности отливок в литейной форме

 

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 С 3/00

4;, ()1 g, Р

ГОСУДАР СТ В E ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР д ;. д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13 — 20

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21 4834968/02

22 05.06.90

46 30.09.92. Бюл. М 36

75 Ю.Н.Пресман, Н.И.Афанасьев, И.А,Калиниченко и Ю.Г,Митрошкин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1320003, кл. В 22 С 3/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 833357, кл. В 22 С 3/00, 1979. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЛЕГЛРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ (57) Применение изобретения — производство отливок с поверхностью легированной для повышения износостойкости в агрессивных средах. Сущность изобретения заключается в дополнительном введении в известный состав для поверхностного легирования отливок, содержащий карбид бора, ферросиликованадий и гидролизованный этилсиликат, порошка титана, порошка ниИзобретение относится к литейному производству, а именно к покрытиям для легирования литых сталей, работающих в условиях интенсивного износа.

Известно легирующее покрытие, содержащее карбид бора и гидролизованный этилсиликат (Сб. трудов КФ.МВТУ им.Н,З.Баумана, Калуга, оМашиностроение", 1967, вып,2 с.73), Однако известное покрытие не обеспечивает получения равномерного по глубине легированного слоя и не обеспечивает требуемой иэносостойкости литых деталей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является легирующее покрытие для литейных форм и стержней следующего состава, мас.%:

Карбид бора 12 — 20 келя и криолита при следующем соотноше-, нии ингредиентов, мас. : карбид бора

10,8.„14,4; ферросиликованадий 10...15; порошок титана 13,5...18; порошок никеля

3...4; криолит 1 — 3; гидролизованный этилсиликат — остальное. Совместное введение порошков титана и никеля в состав обеспечивает легирование поверхности отливок указанными элементами. При этом достигается повышение износостойкости и коррозионностойкости, Криолит выполняет роль флюса и активатора процесса. Он улучшает качество поверхности, ускоряет доставку легирующих компонентов к поверхности отливки и способствует увеличению толщины легированного слоя. Применение изобретения позволяет повысить эксплуатационную стойкость литых изделий, работающих в агрессивных средах и поверхности которых подвергаются износу трением. 2 табл.

Ферросил икова надий

Гидролизованный этилсиseek ликат 60 — 75

Однако известное покрытие не обеспе- О и чивает качественной чистоты поверхности, ф равномерного по глубине легированнбго слоя и высокой износостойкости.

Сущность изобретения заключается в дополнительном введении в известный со1 став для поверхностного легирования отливок, включающее карбид бора, фаррооиликованадий и гидролиаованныи ъ этилсиликат, порошка титана, порошка никеля и криолита при следующем соотношении ингредиентов,мас. :

Карбид бора 10,8 — 14,4

Ферросил икова надий 10-15

Порошок титана 13,5-18

Порошок никеля 3 — 4

1764763

Остальное

Таблица 1

Составы покрытия

Криолит 1-3

Гйдрдлиэованный этил силикат Остальное

Дополнительное введение в состав порошков титана и никеля обеспечивает легирование поверхности отливок указанными элементами. При этом достигается повышение износостойкости и коррозионной стойкости. Криолит выполняет функцию активатора процесса легирования отливки, Он образует с легирующими элементами газообразные соединения. Последние быстро доставляются к поверхности отливок. 3а счет этого ускоряется процесс поверхностного легирования и обеспечивается увеличение толщины легированного слоя на отливках. Криолит также способствует формированию легированной поверхности с низкой шероховатостью, Пример. Состав готовят следующим образом. Сухие составляющие (зернистость порошков не более 0,05 мм) смешивают между собой в равных количествах, после чего заливают гидролизованным этилсиликатом и тщательно перемешивают до получения однородного состава. Его наносят на поверхность формы или стержня и и росушивают при 220 — 280 С в течение 0,5-1,0 ч.

В форму заливают чугун (3,0 — 3,2% С, 1,90 — 2,20 Si, 0,60 — 0,65% Мп, 0,04 — 0,06%

P и 0,01 — 0,02% S), который выплавляют в индукционной печи И С Т-0,4. Температура заливки чугуна 1380-1420 С. По указанной технологии изготавливают отливку — шкив редуктора массой 50 кг и толщиной стенки

30 мм, Испытание на износ проводят на машине типа МИ в условиях сухого трения скольжения при скорости скольжения 1,0 м/ч нагрузка 10 кг/см и времени испытания 2 ч. Контртело — диск из стали PGM5 (Н P С62). Испытания на износостойкость в агрессивных средах проводят в парах смеси соляной и серной кислот на роликах диаметром

30 мм при P = 75 кгс/мм и скорости сколь5 жения 0,624 см/с с угловой скоростью опережающего ролика 15,2 об/мин.

Варианты составов и результаты их испытаний приведены в табл.1 и 2, Как видно, введение в легирующий со10 став порошка титана, порошка никеля и криолита обеспечивает получение отливки с качественным легированием поверхностным слоем: достигается увеличение толщины "легированного слоя, его твердости и

15 износостойкости, в том числе в агрессивных средах, снижение шероховатости легированной поверхности.

Реализация изобретения позволяет повысить стойкость литых деталей в 1,6 — 2 ра20 за, а в агрессивных средах — до 12 — 15 раз заменить сложнолегированные дорогие стали и чугуны на более простые и дешевые.

Формула изобретения

Состав для легирования поверхности

25 отливок в литейной форме, включающий карбид бора, ферросиликованадий и гидролизованный этилсиликат, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения износостойкости в агрессивных средах, увеличения глу30 бины и улучшения чистоты поверхности легированного слоя, он дополнительно со- . держит порошок титана, порошок никеля и криолит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

35 Карбид бора 10,8 — 14,4

Ферросиликованадий 10-15

Порошок титана 13,5-18,0

Порошок никеля 3 — 4

Криолит 1 — 3

40 Гидролизованный этилсиликат

1764763

Таблица 2

Свойства покрытия

Свойства

Составы пок ытия

Плотность, г/см

Вязкость, С

Седиментационная устойчивость, Кроющая способность

Прочность слоя к истиранию, МПа

Прочность сцепления слоя с формой, МПа

Термостой кость

Толщина слоя покрытия, мм

Глубина легированного слоя, мм

Шероховатость поверхности отливки, мкм

Относительная износостойкость

Относительная износостойкость в агрессивных средах

Твердость поверхностного слоя отливок по

Виккерсу

Прочность поверхности отливок

1,47

27

1,63

29

1,45

1,75

32

Слой овный, без т е ин и включений

3,0

0,02

2,0

0,02

3,5

0,06

4,5

0,075

Раст ескиваний и и с шке нет

0,15-0,20 0,15-0,20

4,5-5,5 5-6

60-70 75-80

1,65 1,95

0,25-0,30

1,5-4

135-150

0,25-0,30

5,5-6,5

80-85

2,08

0,083

0.076

0;066

1090-1150

940-980 1080-1120

625-650

Легированный слой монолитно связан с основным металлом; случаев скалывания не наблюдается

Составитель Э,Тен

Редактор М.Куницкая Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучок

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3332 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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