Способ изготовления биметаллическихотливок

 

° r е i, °

7937I7 ю„

О П И С А Н И -Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.11.78 (21) 2690125/22-02 (51) М. «Л.е

В 22D 19 00 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 621.74.046 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. В. Змитрович, В. Ф. Кудряшов, В. А. Люткус, Е. К. Михайлов и М. В. Хвостов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ОТЛ И ВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению отливок с уплотнительными элементами, и может быть использовано при производстве судовой, преимущественно штуцерной, ар- 5 матуры различных конструкций, а также в нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления биметаллических отливок, в частности сосудов и lo труб (1), с использованием армирующего элемента из титана.

Способ заключается в использовании стержня отливки, который изготавливают или облицовывают тонколистовым защит- )5 ным металлом: Ti, Та, Zr для увеличения коррозионной стойкости изделия и устанавливают в форму перед заливкой ее металлом. В процессе затвердевания основного металла изделия происходит его соединение 20 с оболочкой стержня и образование биметаллической отливки.

К недостаткам этого способа следует отнести невозможность получения соединения титана с другими сплавами, которое бы об- 25 ладало удовлетворительной работоспособностью. Как известно, при непосредственном соединении таких материалов, как титан и сплавы на основе, например, меди или железа, на границе раздела этих раз- ЗО

Государственный комитет (23) Приоритет породных материалов происходят превращения, завершающиеся эвтектическими реакциями с образованием хрупких интерметаллических фаз различного химического состава. Прочностные свойства таких соединений весьма низки.

Известен способ изготовления биметаллических отливок (2), включающий размещение в литейной форме уплотнительного элемента из сплава на основе титана и заливку в нее расплавленного металла. Способ характеризуется тем, что, с целью увеличения срока службы изделия на уплотнительный элемент предварительно наносят слой защитного покрытия из ванадия и никеля.

К недостатку этого способа следует отнести применение сравнительно дорогостоящих и дефицитных материалов, нанесение которых на уплотнительный элемент также удорожает стоимость изделия.

Целью изобретения является удешевление изделий и предотвращение образования структур, приводящих к снижению работоспособности соединения разнородных материалов биметаллических отливок.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве слоя защитного покрытия используют окислы титана. Защитная пленка окислов толщиной 20 — 80 мкм, предварительно нанесенная на поверхность уплотни793717 тельного элемента при помощи, например, оксидирования, препятствует образованию сопутствующих химических соединений, ведущих к появлению несплошностей, неоднородностей и трещин. Применение рекомен- 5 дуемого диапазона толщины оксидной пленки в качестве защитного покрытия для предотвращения нежелательных процессов на границе соединения разнородных металлов объясняется следующим. Оксидирова- lo ние на толщину менее указанного минимального значения не является достаточным — при этом возможно образование охрупчивающей зоны, а увеличение толщины оксидированного слоя выше указанного 15 максимального значения приводит к его отслаиванию и возможной разгерметизации соединения разнородных материалов биметаллической отливки в процессе эксплуатации. Эффективность предлагаемого способа 2р изготовления биметаллических отливок, характеризующегося значительным удешевлением изделий, установлена при помощи экспериментальных исследований макетных образцов с уплотнительными элементами 2з при испытательном давлении до 200 атм.

Пример конкретного выполнения.

Были разработаны и изготовлены биметаллические отливки корпусов клапана с условным проходом, равным 6, 10, 16, 20, 30

25, 32, 50 мм. Уплотнительный элемент (седло корпуса) отливки выполнили в виде кольцевой втулки. Перед установкой в литейную форму уплотнительный элемент оксидировали на толщину 40 мкм. Толщину 35 защитного покрытия контролировали на образцах-свидетелях. Отливку изделий осуществляли в пресс-форме на машине литья под давлением типа 512Г. Заливаемым металлом служила бронза марки Бр. А5КНМц 40

9-4-4-1 по ТУ 961-1270 — 70, в качестве материала седла использовали титановый сплав по СТУ 324-5 — 67. После отливки изделия испытывались на гпдроплотность металлургического соединения разнородных материалов при давлении до 200 атм. В составе клапанов изделия также прошли испытания на работоспособность по существующим нормам с последующими испытаниями металлургического соединения на гидроплотность при давлении до 200 атм. Металлографические исследования границы раздела разнородных материалов показали отсутствие зоны с хрупкой эвтектической структурой, отсутствие признаков разрушения слоя защитного покрытия, трещин и других дефектов.

Использование способа в промышленности значительно удешевит производство биметаллических отливок с уплотнительными элементами из титановых сплавов и обеспечит их срок службы не меньший, чем с применением защитных покрытий из дефицитных материалов.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических отливок, преимущественно запорных частей трубопроводной арматуры, включающий нанесение на уплотнительный элемент из сплава на основе титана защитного покрытия, размещение этого элемента в литейной форме и заливку в нее расплавленного металла, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы отливок, на уплотнительный элемент наносят окислы титана.

Ис;очнипи информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1256069, кл.

B3F, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2457055/22-02, кл. В 22D 19/00, 01.03.77 (прототип) .