Способ поверхностного легирования отливок

 

Оп ИСАИИИ

ИЗОБРЕТЕН Ия (ii)662261

Союз Советских

Социалистимесних

Реслублин к двтовскомю свидвтвльствв (6() Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 02.02.77. (21) 2454615/22.02 и (51) М. Кл, В 22 D 19/02 с присоединением заявки №вЂ” г (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Гееудвратаененх хематет

СССР аа делам аэебрвтеяхй я аткрмта» (53) УДК 621.746, . 58{088.8) Дата опубликования описания 18.05.79, "I

Б, А. Кириевский, В. А. Шевченко, Г. А. Кудинов, В. П. Луганский ., н В. Г. Иошпа (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской ССР,Всесоюэйый научнойсследовательский и проектный институт rio очистке технологических газов, сточных вод н использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии "ВНИПИЧЕРМЕТЭНЕРГООЧИСТКА", (7t) Заявители (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ОТЛИВОК

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к литейному производству, а именно к изготовлейию холодильных плит доменных печей.

Известен способ изготовления отливок; птг которому с целью повышения износостойкос- ти поверхностного слоя отливок в полость литейной формы со стороны рабочей поверхности отливок помещают различные твер11йб" добавки, например, гранулированного алюминия и куски износостойкого чугуна. Однако этот способ недостаточно эффективен в условиях абразивного изнашивания, которое имеет место при эксплуатации холодильных плит (1).

Известен способ, изготовления отливок, по которому с целью повышения износостой- . кости поверхностного слоя отливок на рабочую поверхность формы наносят слой обмазкн толщиной 2-8 мм, содержащий легирующие. добавки. Этот слой расплавляется при заливке металла н образует легированный поверхностный износостойкий слой (2(.

Однако указанный слой имеет недостаточно прочную связь с металлом отливки, поэто=

2 му при эксплуатации отливок происходит частич- . ное растрескивание, отслаивание и разрушение износостойкого слоя, что уменьшает срок служ- бы отливок. Величина износостойкого слоя, получаемогтт этим сттособом, не йревышает

$ 3 мм, так как большой слой не может проплавиться прн затвердеванин отливок. Условия же экст1луатацни ряда отливок, в частности холодильных плит, требуют увеличения иэносостой кого слоя до 8-10 мм. тО Известно также введение выгораемого вещества- и порошкообразного легнрующего материала в состав смеси для изготовления легирующих вставок, используемых при получении отливок с легированным. поверхностным слоем (3j. Однако известным способом получить износостойкий слой величиной 10 мм и более невозможно.

Целью изобретения является повышение износостойкостн рабочей поверхности отливок, увеличение толщинът износостойкого слоя и сро. ка службы отливок, преимущественно холодильных плит"доменных йечей.

662261

Таблица орав2,5-3

5-6

8-10

7-9

9-10

Цель достигается тем. что в слое обмазки выполняют отверстия диаметром, равным 0,2—

1,0 толщины этого слоя.

При заливке чугуна в полость формы происходит выжигание наполнителя и образование в слое обмазки полостей, которые сообщаютт ея с полостью формы. Заливаемый чугун заполняет отверстия и полости в слое пасты, образованные выжиганием наполнителя. В результате происходит качественное проплавление слоя обмазки толщиной 8-10 мм и образование износостойкого слоя, механически и химически сцепленного с металлом отливки, Количество выжигаемого наполнителя принято в пределах 5-15% по объему. При исполь- ° зовании менее 5% наполнителя эффект повышения иэносостойкости поверхности отливок незначителен вследствие малой контактной поверхности взаимодействия заливаемого чугуна и слоя обмазки, что, в свою очередь, ослабляет силы связи заливаемого чугуна и образующегося износостойкого слоя. При использовании свыше 15% выжигаемого наполнителя износ зстойкость новерхностнса о слоя также незначительно повышается, что связано со значительной заменой объема легированного слоя обмазки заливаемым чутуном, Применение выжигаемого наполнителя в пределах 5-15%, как показывают проведенные исследования, в 1,6-2,0 раза повышает износостойкость поверхности отливок.

Отверстия, выполняемые в нанесенном слое обмаэки, служат, в первую очередь, для увеличения толщины износостойкого слоя, так как позволяют увеличить толщину проплавляемой во время заливки и затвердевания чугуна обмазки до 8-10 мм. В то же время отверстия сообщаются с полостями, образованными выжигаемым наполнителем, что увеличивает как глубину проплавления обмазки, так и прочность связи изиосостойкого слоя с заливаемым чугуном.

Диаметр выполняемых отверстий определяется толщиной наносимого слоя обмазки, При

Нанесение обмазки слоем 3-10 мм по известной технологии

2. Обмазка смешана с 10% пенополистирола и в ней выполнены отверстия диаметром 7-8 мм; слой обмазки 6-12 мм

3. То же, но пенополистирола берут 5%

4 выполнении отверстий диаметром менее 0,2 толщины слоя обмазки заливаемый чугун не полностью заполняет выполненные отверстия и уменьшает глубину проплавляемого слоя, а следовательно, величину образующегося износостойкого слоя, что подтверждается проведенными исследов аниями;

Отверстия диаметром более l 0 толщины

111 наносимого слоя существенно снижают износостойкость поверхностного слоя отливки, так как значительно уменьшают полезную площадь легированного износостойкого слоя и приво дят к образованию крупных участков исходного чугуна, обладающего меньшей износостойкостью.

При выполнении отверстий диаметром 0,21,0 толщины наносимого слоя износостойкость повышается в 1,8-2,0 раза и толщина износостойэп кого слоя увеличивается до 8-10 мм, что определяется экспериментально.

В условиях литейного цеха Опытного производства ИПЛ АН УССР проводят исследование предлагаемого способа изготовления отливок. Отливают чугунные заготовки размерами 250»

»300 600 мм из чугуна СЧ.18-36 с установленнймн в центральную часть трубами 60»6 мм. На просушенную поверхность формы наносят обмазку, приготовленную из порошка низкоуглеродистого феррохрома и жидкого стекла, добавляемого до получения кашеобразного состояния. ()бмазку предварительно смешивают с 2-20% пенополистирола по объем . Слой обмаэки варьируют от 3 до 12 мм. После нанечч сения обмазки в ней равномерно выполняют отверстия диаметром от 0,1 до 1,2 толщины наносимого слоя обмазки. Заливку чугуна осуществляют при 1300 C. Из отливок вырезают образцы и производят определение величины

40 образовавшегося иэносостойкого слоя и отно1 сительной износостойкости рабочей поверхности отливок по сравнению со сталью ст. 3 в условиях абразивного изнашивания, Результаты исследований приведены в таблице.

662261

Продолжение табл.

8-10

8-10

То же, но пенополнстирола 15%

То же, но пенополистирола 4%

То же, но пенополистирола 16%

Как в у. 2, но диаметр отверстий 2 мм

Как в п. 2, но диаметр отверстий 1 мм

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

6-7

7-9

10-12

9-1!

3-4

8-9

6-10

Как в п. 2, но диаметр отверстий 10 мм г

Как в п. 2, но диаметр отверстий 12 мм

5-6

8-11

Составитель Т. Королева

Редактор П. Корченко Телред 3.. Фанта Корректор .Е. Папп

Тираж 944 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2569/13

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Приведенные данные свидетельствуют о том, что смешивание обмазки с 5-15% выжигаемого наполнителя и выполнение отверстий диаметром 0,2-1,0 толщины наносимого на рабочую поверхность слоя обмазки повышает износостойкость рабочей поверхности в 1,8-2 раза. увеличивает толщину износостойкого слоя до ,8-10 мм и темсамым срок службы отливок типа холодильных плит доменных печей в

2-2,5 раза, что позволяет получить зкономический эффект в размере 70-80 тыс. р. в год на одной доменной печи полезным объемом око2000 мз

Формула изобретения

Способ поверхностного легирования отливок, преимущественно холодильных плит метал15 лургических печей, включающий нанесение на рабочую поверхность литейной формы слоя обмазкн из смеси легирующего материала и выжигаемого найолннтеля перед заливкой расплавленного металла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, / что, с целью увеличения износостойкости рабочей поверхности отливок и повышения срока их службы, в слое обмаэки выполняют отверстия диаметром, равным 0,2-1,0 толщины этого слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 501831, кл. В 22 0 19/02, 30.05.74, 1976.

2. Журнал "Литейное производство", 1957, N 5, с. 29-30.

3, Журнал "Литейное производство", 1969, Х 8, с. 33-34.