Шихта для получения в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза многослойных изделий
Использование: шихта предназначена для получения многослойных изделий, имеющих подложку на основе железа. Сущность изобретения: шихта содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: оксид хрома CO3 37-41; оксид титана TiO2 4-8; оксид железа FeO 2 - 4; оксид никеля NiO 1,5; оксид молибдена MoO3 13-15; алюминий 30 - 32, углерод 3 - 5. Для получения многослойного изделия в графитовую форму последовательно размещают стальную подложку, слой промежуточной шихты и слой предлагаемой шихты. После размещения формы в реакторе шихту воспламеняют при избыточном давлении азота 50 атм. Полученное изделие содержит верхний слой оксидалюминиевого шлака, средний слой синтезированного твердого сплава и стальную подложку. Износостойкость синтезированного твердого сплава повысилась в 1,5 раза. 1 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении скребков бегунковых смесителей огнеупорной массы и других износостойких изделий металлургического оборудования. Известна шихта для получения многослойных изделий по способу, включающему засыпку экзотермической смеси оксидов металлов IУ-УIII группы "Периодической системы" с восстановителем, выбранным из группы, состоящей из алюминия, циркония, магния, и титана с неметаллами: углеродом, бором, кремнием, подачу аргона или азота под давлением 1-100 атм и восстановление смеси. Недостатком указанной смеси является то, что при ее использовании невозможно получение двухслойных изделий, состоящих из металлургической основы и слоя тугоплавких соединений, поскольку синтез проведен из одного слоя однородной шихты, а для разделения слоев в изделии необходимо воздействие центробежной силы, что значительно усложняет технологический процесс и требует применения высокоскоростных центробежных установок. При этом получаемое изделие имеет низкую прочность сцепления слоя с основой и малую стойкость к воздействию ударных нагрузок, что ограничивает использование известной шихты для получения скребков бегунковых смесителей огнеупорной массы и других износостойких деталей металлургического оборудования. Известна шихта из "способа получения многослойных изделий", содержащая оксид хрома УI, оксид титана IУ, алюминий и углерод со следующим соотношением компонентов, мас.%: CrO3 : TiO2 : Al : C = 0,57 : 0,06 : 0,32 : 0,05 (2) Указанное соотношение компонентов шихты в совокупности с промежуточным слоем, состоящим из оксида материала основы с восстановителем, позволяет получить многослойное изделие с износостойким рабочим слоем. Однако указанное содержание компонентов не обеспечивает технологичности шихты, вследствие сильной гигроскопичности оксида хрома УI, интенсивно поглощающего влагу воздуха с образованием хромовой кислоты. В процессе горения хромовая кислота испаряется. Ввиду интенсивной скорости кристаллизации газы не успевают полностью покинуть жидкую фазу. В результате синтезированный рабочий слой имеет раковины и поры, что снижает качество изделия. Поэтому такие шихтовые составы необходимо высушивать при температуре 80оС и хранить в герметичных контейнерах. Следует отметить, что операция сушки является пожароопасной и может привести к воспламенению шихты. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является шихта для получения в режиме СВС многослойных изделий, имеющих подложку на основе железа, содержащая смеси порошков алюминия, углерода, оксидов хрома УI, титана IУ, железа II, никеля II при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид хрома (УI) 40-50 Оксид титана (IУ) 5-17 Оксид железа (II) 4-6 Оксид никеля (II) Алюминий 30-32 Углерод 6-7 Введение оксида железа и никеля повышает качество многослойного изделия за счет уменьшения гигроскопичности шихты. Однако вышеуказанное соотношение компонентов шихты не позволяет получить необходимую износостойкость синтезированного рабочего слоя, которая требуется для деталей, работающих в условиях интенсивного износа. Цель изобретения - повышение износостойкости синтезированного рабочего слоя. Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения в режиме СВС многослойных изделий, имеющих подложку на основе железа, содержит смесь порошков, алюминия, углерода, оксидов, хрома УI, титана IУ, железа II, никеля II, дополнительно содержит оксид молибдена УI при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид хрома (УI) 37-41 (ГОСТ 3776-78) Оксид титана (IУ) 4-8 (ТУ 6-09-2116-77) Оксид железа (II) 2-4 (ТУ 6-09-1404-76) Оксид никеля (II) 1-5 (ТУ 6-09-5095-85) Оксид молибдена (УI) 13-15 (ТУ 6-09-4471-77) Алюминий 30-32 (АСД-1, ТУ 48-5-100-75 АСД-4, ТУ 48-5-1-77
Углерод 4-5 (марка не регламентируется)
Отличительным признаком изобретения является введение в шихту оксида молибдена УI в указанном соотношении, вследствие чего повышается износостойкость рабочего слоя. Сущность изобретения заключается в следующем: авторами установлено, что наличие в твердом сплаве зерен карбида молибдена (Мо-С) повышает износостойкость твердого сплава в 1,5 раза по сравнению с прототипом, в котором карбид молибдена (Мо-С) отсутствует. Для получения многослойного изделия с верхним слоем из твердого сплава (Ti-Cr-Mo/C+Fe+Ni и нижним слоем из стали на графитовую форму помещают основу из стали. На ее поверхность - слой промежуточной шихты, состоящей из оксида железа II и алюминия при следующем соотношении компонентов, в мас.%: Оксид железа (II) 80 Алюминий 20
Затем слой основной шихты:
CrO3 : TiO2 : FeO : MoO3 : Al : C = 0,39 : 0,06 : 0,03 : 0,14 : 0,31 : 0,04. Графитовую форму помещают в реактор, шихту воспламеняют раскаленной спиралью под давлением газа (азот) 50 атм. После завершения синтеза и полного остывания изделие достают из реактора. Полученное изделие состоит из трех слоев: верхнего - шлак (оксид алюминия), среднего - синтезированного твердого сплава, нижнего - стальной основы. Шлак, не имея сцепления с синтезированным твердым сплавом, легко удаляется механически. В таблице приведены характеристики синтезированного твердого сплава и состав шихты по компонентам.
Формула изобретения
Оксид хрома VI - 37 - 41
Оксид титана IV - 4 - 8
Оксид железа II - 2 - 4
Оксид никеля II - 1 - 5
Оксид молибдена VI - 13 - 15
Алюминий - 30 - 32
Углерод - 3 - 5
РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 28.05.1996
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2001
Извещение опубликовано: 10.04.2001
