Способ местного легирования отливок

 

Союз Советскнх

Соцналнстннескнх

Реслублнк

ОПИСАНИЕ вээотэ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.09.76 (21)2402280/22-0 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.78. Бюллетень ¹3 (51) М. Кл.

8 22 П 27/20

Гееудерстеекевй кеиетет

Веввте Мекеетрее ИСр ее деееи кэееретееее в еткрапее (53) УДК621 744. .527. 7:621.746. .58 (088.8) (45) Дата опубликования онисания16.01.78 (72) Авторы изобретения

B. A. Кириевский, С. С. Затуловский и А. B. Аленкевич

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ МЕСТНОГО ЛЕГИРОИАНИЯ ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано приполучении отливок в форме нз песчаноглинистой смеси.

Известен способ поверхностного легировання отливок, включаюший обмаэку поверхности форм ы порот кообраэными легирующими материалами (1)

Известен также способ локального легирования отливок, заключавшийся в установке 1е

s полости формы сотообраэных вставок с отверстиями с . толщиной перемычек

1,5-4,0 мм, изготовленных иэ дробленного феррохрома на связке кэ жидкого стекла.

При попадании в форму для - жидкого металла сотобраэные вставки частично или полностью размываются. Прн этом основной металл s области установки вставок насыщается легнруюшим элементом. Насыщение может осуществляться как эа счет смешивания расплавляемого легируккпего элемента с основным металлом так и эа счет протекающей пон высоких температурах диффузии 12).

Однако этот способ не дозволяет достичь максимэльньзх показателей твердости стали (практически при легировании невест ным способом твердость в легированной зоне достигает в ряде случаев 520-Я40НВ), и, следовательно, не позволяет получить необход,имую структуру я значительно повъ сить износостойкость легируемого металла.

11ель изобретения - повышение фиэикомеханических свойств отливок. Для етого на участки рабочей поверхности литейной формы наносят покрытие на основе материала, выпеляккцего при контакте с залитым металлом газообразный легируихпий элемент, например, иа основе мелкораздроблеиного а эотированного марганца.

При контакте с жидким или кристаллнэующвыся металлом из вещества выделив э я газообразный легирующий элемент и дяффундирует в металл отливки,, образуя с легнруюшнмя элементами вставки дясперсные упрочняюшие частицы, Тсетшина наносимого на форму слоя вещества с фракцией до 2мм .ярставляет 2,0 2,5 мм.

З89073 тами, а при применении вставок из апюми2 ния - соответственно 48,1 и "..6,0 кг/мм

Образцы разрушаются по зонам легированного металла, так как переходная зона в 5 была более пластичная, чем легированный слой. ов- Ударная вязкость легированного феррохромом слоя составляет 2,3 кгм/см, а алюминием — 4,3 кгм/см, при легировании

3 х- Io дополнительно газообразным влемеутом— соответственно 4,9 и 7,4 кгм/см, Гвер дость легированного феррохромом и алюминием слоя составляет 340 и 170 НВ, а при дополнительном легировании газообразным элементом - соответственно 550 и а«230 НВ, Стойкость контрольных и опытных образцов на износостойкость, оценивают по износу по методике института проблем литья

ЛН УССР EIB специальной машине трения при комнатной температуре, Установлено, что износостойкость стали, легированной совместно твердыми и газооб равными легируюшими элементами, возрастет на 36-42% по сравнению с контрольной сталью, легиромнной только твердыми легирующкми, то есть феррохромом или алюминием, Таким. Образом, в Отливках иэ углеродистой стали с локальным легированием твердыми и газообразными легируюшими элеменк- тами отчетливо выражены дифференцированные механические и химические свойства, а также значительно повышена износостой3

В качестве пегирующих материалов для вставок могут быть использованы чистые материалы или ферросплавы, например алюминий, феррохлор, ферротитан, а также смеси чистых металлов и ферроматериало и любых комбинациях. В процессе притока жидкого металла в полость формы с устан пенной вставкой, последняя размывается, иэ вещества, например дробленного азоты рованнЖ о марганца, нанесенного на цовер ность формы, выделяется газообразный легируюший элемент - азот. Азот в соединении с элементами легируюшей вставки образует в металле упрочняющие дисперсные частицы — нитриды, например хрома, алюминия, титана и другие частицы, облад ющие высокой твердостью, В результате структура металла измельчается, улучшаются механические свойства,, твердость и износостойкость Возраста эт!! Проводятся экспе!!РФ

PHM8IITht ПО ПОКаПЬНОмУ логированию ОТлы вок с габаритами 100х80х70 мм. иэ ста ли 28 Л, Дпя .локальног О легирования пр меняют. сотообразиь.е вставки, имеюшие от верстия диаметро!. э,Et..i ti !,- !ремывки между ними 3,0 мм. Ьстав:.t;: изготовляют из феррохрома с 69% С:-, и7% С, Броме того, Iiptt изготовлении oTEEèÂDê применяют ! вставки иэ алюминия размером 50х20х5 мЯ ,Стороны Отливок с размерами 100х80 мм выполняют стержнями, на которые наносят дроблеиный азотированный марганец с фра цией до 2 мм в виде краски ца связке из жидкого стекла толщиной до 2,5-3 мм

Стержни просушивают для удаления влаги, вносимой краской.

Химическим анализом определяют, что содержание хрома и пегируемом слое сославляет 17,2-18,3%, углерода 1,8-2,1%, алюминия 0,7-1,44.

0 40

Исследованием MEEкроструктурt,t темплетов, вырезанных из локальных легированных частей !контрольных. н опытных отливок, выявлено наличие трех эон: нелегированной (Ос45 новной металл Отливки), переходной и легированной, Структура легированных эон типична для литых сплавов, имеющих анаНОГичный химический сосТВВ. В Опытных отливках наблюдается значительное количество ! 1 нйтридов хрома и алюминия, особенно в слоях, близких к поверхности отливки, соприкасающейся с краской, Механическими испытаниями на образцах определяют. предел прочности при растяжении, 5 который равен 42,2 кг/мм в контрольных отливках при легировании вставками иэ

2 феррохрома и 49,8 кг/мм в опытных отливках при совместном пегированип твердым и газообразным пегируюшими элемеикость, Формула изобретения

Способ местного легирования отливок. включающий размещение влитейной форме легируюших вставок и заливку в нее жидкого металла, о т л р.ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств отливок, на участки рабочей поверхности литейной формы наносят покрытие на основе материала, вьщеляюшега при контакте с залитым металлом газообразный пегируюший элемент, например на основе мелкораэдробленного азотированного марганца, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Шелестова Г. С, и Большакова Л. А.

Оптимальное планирование при поверхностном легировании изложниц. Повышение качества и надежности литых деталей, Свердловск, 1971, с. 86-89.

2. А втор с кое свидетельство СССР

Мя 366921, кп, В 22 2 27/20, 23.06.71.