Способ изготовления износостойких отливок

 

ме е. л явит ен а се„леер, е, е,, Ь д

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

„„749561

Союз Советскии

Социалистическик

Республик

Ф

«»

- Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.06.78 (21) 2626766/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл э

В 22 D 19/02

Гоеударствеииый комитет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 (53) УДК 621.74. .046 (088.8) по делам иэооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 29.07.80

В. А. Быстров, А. В. Быстров, В. И. Веревкин, Г. Т. Дзодзиев, В. С. Кожухарь, С. А. Алексеев, А. Н. Ракитин и Г. А. Никулинский (72) Авторы кзобретенкя

Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (?1) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЛКИХ

ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к армированному литью для упрочнения рабочих поверхностей деталей, работающих в условиях абразивного износа при нормальных и повышенных температурах.

Известны способы упрочнения рабочих поверхностей деталей, при которых порошок твердого сплава фиксируют на поверхности пластичной пленки с помощью связывающего материала и пленку вставляют в литейную форму будущей детали. Затем форму заливают расплавленным металлом (1).

Недостаток указанного способа заключается в том, что нельзя нанести износостойкий слой достаточной толщины, так как его нужно нагреть до температуры плавления за счет передачи тепла от литейного сплава и за счет этого значительно повысить износостойкость изделий. Кроме того, пленка недостаточно надежно фиксирует порошок твердого сплава на поверхности детали.

Известны способы изготовления литых деталей с износостойкой поверхностью, заключающиеся в том, что поверхность деталей, работающая на истирание, облицовывается твердосплавными пластинами, которые в определенном порядке устанавливают в литейную форму на рабочей поверхности будущей детали. Затем их неподвижно за- крепляют с помощью планок с отверстиями (2), (3) и (4).

Отверстия между планками служат для протекания жидкого металла. Жидкий металл при отливке откружает твердосплавные частицы, смачивает их и надежно схватывается с ними при кристаллизации, образуя износостойкую поверхность.

Недостатки таких способов — крепежные планки препятствуют свободному доступу жидкого металла к твердосплавным частицам и, вследствие этого, возможно несплавление основного металла с твердосплавными частицами.

Износостойкость детали можно повысить, если увеличить площадь твердосплавных частиц. Однако при этом одновременно следует увеличить площадь крепежных плаЮ нок и, вследствие этого, ухудшится доступ литейного сплава к твердосплавным частицам.

Жидкий металл сначала взаимодействует с крепежными планками, планки нагре74956

3 ваются. При перегреве возможна их деформация и нарушение надежной фиксации твердосплавных частиц.

Цель изобретения — усовершенствование технологического процесса изготовления деталей с износостойкой поверхностью и увеличения их износостойкости.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления -износостойких отливок, твердосплавные пластины перед установкой в литейную форму нанизывают на металлические стержни.

Заливку литейной формы осуществляют расплавленным металлом, полученным при электрошлаковой наплавке. Площадь, занятая твердосплавными пластинами, составляет 10 — 80 /р от общей площади рабочей поверхности изделия. При отливке изделия жидкий металл имеет свободный доступ к твердосплавным частицам и хорошо их нагревает, смачивает и при кристаллизации надежно с ними сплавляется.

На фиг. 1 показана схема изготовления литой детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами; на фиг. 2 — схема изготовления детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами методом электрошлаковой наплавки.

1О

1$ го г$

Схема включает литейную форму (кристаллизатор) 1, твердосплавные пластины 2 с отверстиями, металлический стержень 3, расплав 4, проволочный электрод 5, мундштук 6, шлаковую ванну 7, наплавленный $о металл 8, упрочняемую деталь 9. Литейная форма представляет собой медный кристаллизатор, охлаждаемый проточной водой 10, на дно формы устанавливается графитовый поддон 11. Электрод находится на расстоя3$ нии 15 — 30 мм от поверхности твердосплавных пластин. За счет тепла, выделяющегося в шлаковой занне, ыектрод плавится и образуется ванна расплавленного металла, который смачивает твердосплавные частицы, нагревает их и надежно с ними сплавляется 4О после кристаллизации. Крепежные стержни защищены от воздействия расплавленного шлака и металла твердосплавными частицами.

Изготовлены опытные литые образцы, рабочая поверхность которых армирована

4$ пластинами из спеченного твердого сплава.

Заводы твердых сплавов изготавливают твердосплавные пластины с отверстиями для механического крепления на оправках режущего инструмента. Значительная часть этой продукции непригодна для оснастки режущего инструмента. Эта часть бракуется и скапливается в виде отходов. Используются отходы производства твердосплавных пластин размерами 20 X 20 X 6 мм с отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизывают

5$ на стержень из проволоки диаметром 5 мм, а затем закрепляют в литейной форме с таким расчетом, чтобы они занимали 60О/о

4 рабочей поверхности будущей детали. Литейную форму заливают жидкой сталью марки 25Л, нагретой до 1600 С.

После кристаллизации из детали вырезают темплеты для исследования макро- и микроструктуры наплавленного металла. В результате исследования установлено, что сплавление твердых частиц с основным металлом надежное.

Стальные стержни сохраняют от непосредственного воздействия расплавленного металла и, вследствие этого, не деформируют.

Кроме того, изготовлен комплект звездочек дробилок агломерата, рабочая поверхность которых армирована пластинами из спеченного твердого сплава. Используют отходы производства твердосплавных пластин, предназначенных для оснастки режущего инструмента.

Пластины имеют размеры 20 X 20 X 6 мм с отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизывают на проволочные стержни диаметром 5 мм, а затем закрепляют на внутренней полости кристаллизатора.

Электрошлаковая наплавка лопастей дробилок агломерата производится по схеме, указанной на фиг. 2. Сварочные электроды при наплавке находятся на расстоянии 30 мм от поверхностей твердосплавных пластин.

В процессе наплавки твердосплавные пластины контактируют с жидким шлаком, а затем с расплавленным металлом смачиваются последним и после кристаллизации надежно с ним соединяются. Комплект наплавленных звездочек, армированных твердосплавными пластинами, передан на аглофабрику для производственных испытаний.

Предлагаемый способ позволяет улучшить качество изделий за счет обеспечения свободного доступа расплавленного металла к твердосплавным частицам. Повышается износостойкость деталей в 1,5 — 2 раза за счет увеличения процентного отношения площади армированного твердосплавными частицами по отношению к общей площади рабочей поверхности детали.

При использовании крепежных пластин с увеличением количества твердосплавных частиц необходимо увеличивать количество или размеры крепежных пластин, что закрывает доступ жидкого металла к твердосплавным пластинам.

Возможно армирование твердосплавными пластинами не только поверхности, но и внутреннего объема упрочняемой детали.

Упрощается технология крепления твердосплавных пластин. Обеспечивается надежность закрепления твердосплавных частиц, так как стержни не контактируют с расплавленным металлом, не прогреваются и сохраняют свою форму.

Изобретение может быть использовано для упрочнения деталей металлургического, горного и размольного оборудования, работающих в условиях абразивного износа.

749561

Формула изобретения с иа. д

Составитель А. Минаев

Редактор А. Мотыль Техред К.Шуфрич Корректор Н. Стен

Заказ 4404/4 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент> г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления износостойких отливок, включающий установку твердосплавных пластин в литейную форму, их закрепление в ней и заливку расплава, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости и повышения качества отливок, твердосплавные пластины перед установкой в литейную форму нанизывают на. металлический стержень. ь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 51 — 25211, кл. В 22 D 19/00, 1976.

2. Патент ФPГ № 2335588, кл. В 22 D 19/02, 1976.

3. П а тент Ф P Г № 2352789, кл. В 22 D 19/02, 1977.

4. Патент ФРГ № 2365747, кл. В 22 D 19/02, 1977.