Способ изготовления кокилей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030579 (21) 2759895/22-02

Союз Советских

Социалистических

Республик («)S16682 (51) М. Кл.з

В 22 Р 15/00 с присоединением заявки М

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 ° 746 ° . . 043 (088. 8) Опубликовано 300381. бюллетень N9 12

Дата опубликования описания 10. 04. 81 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОКИЛЕИ

Изобретение относится к литейному производству и предназначено к получению кокилей путем нанесения защитных покрытий методом гаэотермического напыления.

Известен способ изготовления кокилей, включающий операции газотермического нанесения нихромового подслоя, керметного промежуточного слоя иэ смеси окиси алюминия с нихромом, огнеупорного слоя окиси алюминия, а также нанесения дополнительного слоя силиконовой краски .(1).

Однако существующий способ изготовления кокилей не позволяет получать защитные покрытия с высокой долговечностью. Решить вопрос о значительном повышении долговечности покрытий путем нанесения органосиликатных покрытий практически невозможно. Это обусловлено тем, что. окисные покрытия при литье чугуна нагреваются до 600900 С, а термостойкость органосиликатных материалов не превышает

400-500 С. Разрушение органосили -. катных материалов приводит к уменьшению прочности и увеличению пористости защитных покрытий кокилей.

Цель изобретения — повышение долговечности покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления кокилей, включающем операции нанесения методом газотермического напыления защитного покрытия иэ огнеупорных окислов и пропиткн термостойкими веществами, покрытия после окончания операции напыления пропитывают в 60-80%-ной ортофосфорной кислоте при 80-130 С

Ь в течение 10-30 мин, после уего кокиль нагревают до 350-400 С со скоростью 1,5-2,0 град/мин, а затем производят выдержку при 550800 С в течение 5-15 мин.

Обработка кокилей с напыленными покрытиями в ортофосфорной кислоте обеспечивает увеличение термостойкости и прочности, уменьшение пористости покрытий.

В результате взаимодействия ортофосфорной кислоты с металлическими и окисными составляющими покрытия происходит упрочнение .его структуры. Образующиеся при этом

ЗО кислые гидратированные фосфаты име816682

Формула изобретения

Составитель Г

Техред Т.Мато

Редактор A.Ìoòûëü

Заказ 1 23/14 Тираж 69 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, ют неупорядоченную структуру и вследствие этого высокую адгезионную способность. Продукты взаимодействия заполняют поры, имеющиеся в каркасе покрытия. Фосфаты алюминия, хрома, никеля характеризуются высокими огнеупорностью и водостойкостью, малым термическим расширением.

Пропитка менее 10 мин не обеспечивает проникновение кислоты на всю толщину покрытия ° Пропитка более

30 мин нецелесообразна в связи с завершением реакции полимеризации °

Для такой обработки необходимо испольэовать 60-80%-ную Фосфорную кислоту. Применение кислоты с концеитрацией менее 60% приводит к снижению прочности и стабильности образующихся фосфатов. Использование кислоты с концентрацией более 80% значительно снижает скорость полимериза- 20 ции фосфатов. Обработку кокиля в кислоте ведут при 80-130 С. Пропитка при температуре ниже 80 С не обеспечивает необходимой прочности и стабильности фосфатов. Нагрев выше 5

130 С сопровождается значительным испарением фосфорной кислоты и ведет к снижению скорости полимеризации фосфатов.

Нагрев кокиля до 350-400 С обеспечивает полное завершение формирования структуры фосфатов. При нагреве ниже 3500С алюмофосфаты не усневают завершить процесс дегидратации и могут взаимодействовать с водой.З

Нагрев выше 400 С нецелесообразен в связи с завершением процесса твердения фосфатных материалов. Нагрев кокиля до 350- 400 С ведут со скоростью 1,5-2,0 град/мин. Применение скоростей менее 1,5 град/мнн снижа- 40 ет производительность процесса. Нагрев со скоростью более 2,0 град/мин препятствует диффузии связующего к внутренним слоям зерен покрытия через слой образующихся фосфатов и, 45 следовательно, уменьщает вероятность протекания реакции полимериэации.

Изотермическая выдержка кокиля при 550-700 С в течение 5-15 мин способствует кристаллизации Фосфатов и повышению прочности покрытия. Выдержка при температуре ниже 550 С о и весенее 5 мин не обеспечивает полу ение термостойких Форм фосфатоу.

ВыДефжка при температуре выше 800 С и более 15 мин приводит к частичному разложению и потере термостойкости покрытия.

Пример. Изготавливают чугунный кокиль. На рабочую поверхность формы после дробеструйной обработки наносят слой нихрома толщиной

0,05 мм. Затем методом плазменного напыления смеси порошков 50 вес.% никеля и 50 вес.Ъ окиси алюминия получают промежуточный керметный слой толщиной 0,1 мм. После этого кокиль покрывают слоем окиси алюминия с добавкой 2 вес.Ъ двуокиси титана толщиной 0,2 мм. Кокиль с покрытием пропитывают в течение 20 мин в

75%-ной фосфорной кислоте при 95 С, после чего его нагревают со скоростью 2 град/мин до 350 С. Затем проводят изотермическую обработку при

650 С в течение 10 мин.

Долговечность покрытия определяют по числу эаливок чугуна до образования разрушений площадью, равной 10% от рабочей поверхности кокиля. Для получения сравнительных данных параллельно испытывают аналогичный кокиль с покрытием без пропитки в фосфорной кислоте.

Испытания показали, что долговеч1 ность кокилей с покрытиями, полученными по предлагаемой технологии, составляет 3100-3600 заливок, что в 2-3 раза выше ресурса стойкости покрытий, полученных беэ операции пропитки в фосфорной кислоте.

Использование изобретения обеспечивает возможность повышения долговечности покрытий, что особенно важно для механизированных и автоматизированных литейных процессов.

Способ изготовления кокилей, включающий нанесение газотермическим напылением защитного покрытия из огнеупорных окислов и пропитку термостойкими веществами, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности покрытия, его пропитывают в 60-80%-ной ортофосфорной кислотой при 80-130оC в течение

10-30 мин, после чего кокиль нагревают до 350-400 С со скоростью

1Д5-2,0 град/мин, а затем производят выдержку при 550-800 С в течение 5-15 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

9 935009, кл. В 3 F, 1961. .Кибовский чка Корректор В.Синицкая