СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК Российский патент 2006 года по МПК B22D27/20 B22D19/14 

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок с износостойкой поверхностью.

Известен способ изготовления отливок с износостойкой поверхностью путем заливки расплава во вращающуюся литейную форму и введение износостойких частиц в рабочий слой отливки при вращении формы. В качестве армирующих частиц используют порошок карбида вольфрама (SU 605676 А, В 22 D 13100, 05.04.1978 г.). Способ не обеспечивает равномерных свойств армированного слоя из-за неравномерного распределения в нем армирующих частиц.

Известен способ изготовления отливок, включающий заливку стали во вращающуюся форму, выдержку до затвердевания расплава и охлаждения отливки до температуры не ниже 1200°С и засыпку в форму порошкообразного псевдосплава, взаимодействующего с материалом отливки (заявка RU на изобретение №2002128338/02 от 21.10.02 г.). При этом используют псевдосплавы с термореактивными добавками и нанопорошками карбидов.

Способ не позволяет получать отливки с износостойким слоем на наружной поверхности.

Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченного недостатка, а именно расширение номенклатуры биметаллических отливок, упрочненных псевдосплавами. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления отливок, включающем введение в форму псевдосплавов (в т.ч. с термонеактивными добавками и нанопорошками карбидов), взаимодействующих с материалом отливки для образования износостойкой поверхности, псевдосплавы вводят в форму до заливки в нее расплава, который заливают в жидкотвердом состоянии.

Такие приемы позволяют получать отливки с армированной псевдосплавами поверхностью независимо от места ее расположения. При этом заливка металла в жидкотвердом состоянии предотвращает смешивание псевдосплава с материалом отливки, т.к. к моменту расплавления псевдосплава материал отливки в месте контакта с ним затвердевает.

Возможность получения износостойкой поверхности отливки в любом заданном месте позволяет расширить номенклатуру отливок, упрочненных псевдосплавами, т.е. решить поставленную изобретением задачу.

При получении заготовки прокатного валка с гладкой бочкой способ осуществляют следующим образом.

В нагретую до 200°С и вращающуюся изложницу засыпают кварцевый песок со связующим до образования теплозащитного слоя толщиной 5 мм, затем засыпают смесь порошка псевдосплава ПС-14-60 ТУ 48-19-122-74, термореактивной добавки, состоящей из карбида бора ТУ 48-4260-10-84 и железного порошка ПЖВ-3 ГОСТ 9849-86, и нанопорошка карбонитрида титана TiCN дисперсностью 0,01-0,1 мкм. После засыпки смеси во вращающуюся форму заливают чугун марки ЧВГ-30 при температуре 1250°С. Наличие в порошке термореактивиой добавки обеспечивает протекание в нем после заливки чугуна самораспространяющего высокотемпературного синтеза СВС-процесса:

В₄С+Fe+2O₂=FeB+В₂O₃+В+СО

В₄С+2Fe +2O₂=Fe₂B+В₂О₃+В+СО

Залитый в жидкотвердом состоянии чугун быстро затвердевает, отдавая тепло порошку, который расплавляется, а затем тоже затвердевает, не смешиваясь с затвердевшим чугуном. После охлаждения биметаллической отливки до 800°С извлекают ее из литейной формы и охлаждают до комнатной температуры

Готовая отливка имеет твердость наружного рабочего слоя 63:65 ед. по HR_c, что обеспечивает валкам повышенную работоспособность.

Использование изобретения позволяет расширить номенклатуру отливок с износостойкой поверхностью, в т.ч. получать такие отливки, как: прокатные валки, зубья экскаватора, било дли размола угля, бондажи трамвайных колес, буровые шарошки, и получить при этом большой экономический эффект за счет повышения в несколько раз стойкости таких деталей, заменив легированные марки стали на простые углеродистые с упрочнением рабочих поверхностей износостойкими материалом.

Изобретение может быть использовано при изготовлении отливок с износостойкой поверхностью. В нагретую и вращающуюся изложницу засыпают порошок псевдосплава с добавками и заливают чугун. Залитый в жидко-твердом состоянии чугун быстро затвердевает, отдавая тепло порошку псевдосплава. Порошок расплавляется, не смешиваясь с затвердевшим чугуном, и образует на поверхности отливки износостойкий слой. Изобретение обеспечивает расширение номенклатуры отливок.

Способ изготовления отливок, включающий введение в форму псевдосплавов, взаимодействующих с материалом отливки, для образования износостойкой поверхности, отличающийся тем, что псевдосплавы вводят в форму до заливки в нее расплава, который заливают в жидкотвердом состоянии.