Смесь для изготовления вставок, используемых при локальном легировании отливок

Смесь для изготовления вставок, используемых при локальном легировании отливок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()876250

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 20.08.79 (21) 2810382/22-02 (5l )N. Кл.

В 22 С 1/04/!

В 22 0 27/20 с присоединением заявки №

3Ъеударстеенный комитет

СССР (23) П риоритет

Опубликовано 30,10.81. Бюллетень № 40 ао делам нэе4ретений н открытий (53) УЛ,3(621. .742.44(088.8).

Дата опубликования описания 30.10.81 (72) Авторы изобретения ч

Б.А. Кириевский, А.В. Аленкевич, В.А. Люты

В.N. Винарский, А.А. Швыдкий, Г.В. Мухопад и П.Л. Зелепукин (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВСТАВОК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ЛЕГИРОВАНИИ ОТЛИВОК

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к литейному производству и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях абразивного истирания.

Известны составы смесей для обраS зования износостойкого локального объема или тонкого поверхностного слоя отливки, состоящие из дробленного феррохрома на связке из жидкого стектО ла для изготовления вставок и устанавливаемых в полости формы

Известны составы из легирующих материалов и связующего, наносимых на поверхность формы в виде краскиЯ, . И

Однако помещаемые внутрь формы вставки при заполнении ее жидким металлом полностью растворяются, легируя определенный (окружающий вставку) объем металла, позволяют лишь незначительно повысить.износостойкость обработанного объема металла.

Это объясняется незначительным количеством переходящего в окружающий вставку металл легирующего элемента.

Наносимые на поверхность формы специальные краски легируют слой металла на глубину до 1-2 мм или образуют износостойкий пригар толщиной 3-5 мм, неспособные в значительной степени противостоять абразивному истиранию по сравнению с основным металлом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по достигаемому. эффекту и технической сущности является смесь для изготовления вставок, используемых при локальном легировании, включающая феррохром, жидкое стекло и пенополистирол при заданном соотношении ингредиентов j3), Однако эта смесь не обеспечивает высокой износостойкости рабочей ;поверхности отливок, и кроме того, имеет высокую себестоимость.

Цель изобретения — повышение износостойкости рабочей поверхности отливок и уменьшение себестоимости .смеси.

876250

Поставленная цель .достигается тем, что смесь дополнительно содержит. золу топок .парогенераторов и кварцевый песок при следующем соотношении ингредиентов, вес.Х:

Пенополистирол 1,5-5,0

Жидкое стекло 6,5-2,5

Зола тапок.парогенераторов 40-20

Кварцевый песок 20-10 t0

Феррохром . . . Остальное

Феррохром используется в качестве легирующего ..сплава и имеет размер, фракций 0 5-1,0 мм. Ои создает в комплексе с золой топок парогенераторов и кварцевым песком необходийую износостойкость спеченного конгломерата.

Оптимальное количество феррохрома составляет 32-67 вес.X..Êîëè÷åñòâî феррохрома ниже 32Х не обеспечивает не- 20 обходимого легирования .окружающего вставку-стержень металла. Количество феррохрома вьппе верхнего предела обусловлено неспекаемостью смеси в кон гломерат, хотя объемное легирование . 5 металла обеспечивается .(в количестве до 3,4Х хрома в окружающих слоях металла).

Введение пеиополистирола обусловлено необходимостью образования во вставке-стержне при прокалке полостей, заполняемых металлом.

Оптимальным количеством пенопо-. листирола является 1,5-5,0Х. Большее количество вводимого наполнителя отрицательно сказывается на прочности вставки-стержня. Ввод вЬпкигаемого наполнителя в количестве менее 0,5Х не обеспечивает образования необходимого количества полостей, .заполняемых жидким металлом. Зола топок парогене" раторов в пределах 40-20 вес.Х обеспечивает необходимую спекаемость износостойкого .слоя под воздействием вы.сокой температуры залитого металла.

Температура плавления золы согласно

ГОСТ 2057-49 составляет 1 175-14000С, поэтому под воздействием жидкого и кристаллизующегося металла этот материал размягчается и. расплавляется, связывая гранулы феррохрома и кварцевого песка в единый конгломерат, обладающий высокой износостойкостью в условиях абразивного натирания Содержание золы вне заявляемых пределов, как установлено экспериментально, не обеспечивает необходимой износо-. стойкости конгломерата в связи с выкрашиванием гранулометрических со,ставляющих.

Жидкое стекло предназначено для обеспечения необходимой прочности вставок-стержней. При вводе значительного суммарного количества 60Х золы и кварцевого песка вводят до

6,5Х связующего, которое вполне обес печивает необходимую прочность вставок. Большее количество связующего расходовать неэкономично. Связующее в количестве ниже 2,5Х не обеспечивает должной прочности вставки.

Исследование пригодности предлагаемого состава смеси для образования внутреннего износостойкого слоя проводились на отливках из стали

110Г13 Л размером 100х300ч600 мм3.

В соответствии с йредлагаемым и известным составами смеси для образования износостойкого слоя изготовляли стержни-вставки размером 100 х

Х 100 мм толщиной 8,0 и 12,0 мм в пресс-формах, продували углекислым газом и прокаливали в нагревательной печи при 280-320 С.

Вставки-стержни устанавливали в полости формы на расстоянии 10„0 мм от поверхности формы..Заливку стали е осуществляли при температуре 1480 С.

Заготовки подвергали закЖже. Из отливок вырезали образцы и определяли качество. спекшегося слоя и относительную износостойкость по сравнению ео сталью Ст 3 в условиях абразивного изнашивания.

В табл. 1 и 2 приведены составы и своиства смесей.

876250

6 !

Таблица l

Составы смесей, в вес.й

1 2

Ингредиенты

5 6 (известный) 3 - 4

Легирующий сплав феррохром ФХ015

28 32

45 67

75 96,9

Выжигаемый наполкитель-пенополистирол ПС-5

2,0 1,5 1,0 0,5

0,2 0,6

Шлак топок парогенераторов

47 40

25 20

)4,8

35 20

15 10

Кварцевый песок

KPK

4,0 2,5

2,0 2,5

СостаЬы

Качество .вставки или износостойкоОтносительная износостоикость (по сравнению со сталью Ст. 3) го слоя спеченного конгломерата

2-5

Вставки разрушаются

Прочный, спекшийся 12

8-9

Прочный, спекшийся

Прочный, спекшийся

Непрочный

Вставка растворилась

Известный

5-6,5 составы 2-5), по,сравнению с составами, выходящими из заявляемых прея делов (табл.- 1 и 2, составы 1,5).

Вставка, изготовленная из извест.ного состава .(табл. 1, состав 6), растворилась полностью. В участке. Связующее вещест- 1,45во (жидкое стекло, 1,5 уд. вес) ° г/см 6,5

Из таблиц следует, что наиболее высокая износостойкость и прочность износостойкого спеченного конгломерата обеспечивается при изготовлении вставок-стержней из составов смесей заявляемых пределов (табл. l и 2, 4-5,5

8,5-9,5

10-11

9,5-11

8,3-9,5

10 5-11,5

2,5-3,5

2,7-3 5

81625

Формула изобретения

Составитель И. Гончарук

Техред А.Савка

Корректор В Синицкая

Редактор А. Власенко

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9141/9

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

7 е легирования получен износостойкий слой с содержанием хрома 3,1-3,4Х.

Износостойкость этого слоя ниже. в

1,5 2 раза износостойкости слоя, созданного смесью заявляемых пределов (табл, 2, состав 6).

Как следует из табл. 1, ввод 2040Х эолы и 10-20Х кварцевого песка позволяет. снизить количество ферро хрома во вставке .на 31-67Х и соот 1о ветственно на указанные пуоцентные пределы снизится стоимость смеси.

Смесь для изготовления вставок, используемых при локальном легированни отливок, включающая феррохром, жидкое стекло и пенополистирол . О т щ л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости рабо0 8 чей поверхности отливок уменьшения ее себестоимости, смесь дополннтельно содержит золу топок парогенератора и кварцевый песок при следующем соот.ношении ингредиентов, вес. :

Пенополистнрол . 1,5-5,.0

Жидкое стекло 6,5-2,5

Зола топок парогенераторов 40-20

Кварцевый песок 20-10

Феррохром Остальное

Источники-информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Болотов А.Н. Исследование локального объемного легирования стальных отливок. Автореф..дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, 1974.

2. Черкасов Л.Н. и др. Сборник трудов Челябинского политехнического. института, В 155, 1975, с, 182-187.

3. Болотов А.Н, - "Литейное производство", 1965,.11 8, с, 33-34.