Способ получения армированных отливок Советский патент 1988 года по МПК B22D13/00 B22D19/02 

со сл

со

ОО сл

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способу армирования отливок, и может быть использовано при изготовлении деталей породораз- ру1наю1цего инструмента, работаюн1их в абразивных средах.

Цель изобретения - повышение прочностных свойств армируемых участков отливки.

При нолучении армированных отливок не обеспечивается надежного удерживания частиц твердого cHviaBa в теле отливки.

Это обусловлено тем, что при перемещении частиц твердого сплава к периферии заготовки происходит их смачивание жидкой сталью и частичное растворение. В результате образуется переходная зона - метал- лосвязка. насьцденная химическими соединениями сложных карбидов Fe.jWC и Fe4W2C, уменьшающих прочность отливки. Металло- связка характеризуется повышенным содержанием углерода, диффуидируемого в нее из карбида вольфрама, при охлаждении пере- ходя1пего Ei графит, обладающий повышенной хрупкост1 ю.

Кроме того, при попадании твердого сн.чава в жидкий металл вследствие резкого изменения температуры в зернах релита образ) ются трещины, что также способствует их выкрашиванию.

Образование промежуточной металло- связки из защитно-легируюп1его покрытия обеспечивает повышение надежности удержания частиц твердого сплава в отливке.

.Армирование отливок осуществляется еле дующим образом.

В специальном тигле расп.тавляют необходимое количество металла, которое зате.м I через заливочную воронку заливают в литейную форму. Одновременно с жидким металлом в литейную форму вводят гранулы, на-ё гретые до 750-1000°С. Гранулы для армирования .могут быть получены, например, пу- I тем последовательного перемешивания зерен I релита с порощком никеля, молибдена и дру- гих материалов, или любым другим спосо; бО.М.

: При заливке жидкого металла литейная : форма должна быть нагрета свыще 200°С и : вращаться с частотой 400-1000 мин.

После заполнения литейной формы жидким металлом производится некоторая выдержка по времени, во время котор ой происходит полное расплавление защитно-легирующего материала, а затем начинается охлаждение отливки.

При соприкосновении гранул с жидким металлом вначале нагревается ее покрытие, .а потом и твердосплавные частицы. При перемещении гранул к нериферии отливки происходит растворение защитно-легирующих металлов, при этом часть из них остается в матричном металле, а часть обра- :зует .металлосвязку.

Материал защитно-легирующего покрытия подобран так, 4to по отношению к твердому сплаву он нейтрален и не образует с ним сложных карбидов, и препятствует

выделению свободного углерода.

Использование предлагаемого способа армирования отливок обеспечивает по сравнению с существующим способом увеличение прочности армированных участков отливки за счет увеличения вязкости металла Связки и применения для армирования частиц, твердого сплава с размером зерна менее 0,63 мм, равномерное распределение частиц твердого сплава в зоне армирования. Кроме того, частицы твердого сплава не

5 претерпевают температурного удара во время соприкосновения с жидким металлом. Увеличение надежности удерживания частиц твердого сплава и улучшение механических свойств .металлосвязки позволяет увеличить износостойкость армируемых дета лей (венцов, зубков и т.п.) породоразрупшющего инструмента примерно в 1,5 раза.

Пример. Буровое шарошечное долото

Ш295, ЗСЗГ. оснащенное зубками 0 12 мм,

изготовленными по предлагаемому способу.

5 Вес заготовки отливки зубков 1,5 кг. Количество вводимого твердого сплава 0,250 кг, марка твердого сплава - литой карбид вольфрама (релит); зернистость твердого сплава, (0,9-0,63) мм. Заливаемая сталь 20ХНЗА. Частота вращения литейной фор0 мы - 600 об/мин, максимальный размер литейной формы 250 м.м, температура заливки стали - 1620°С, температура нагрева формы 250°С, температура твердого сплава при введении 800-900°С.

Те.мпература нагрева твердого сплава

5 750-1000°С является оптимальной, посколь ку, увеличение температуры свыше 1000°С приводит к испарению практически всех легирующих элементов (.Ni, Сг, . N b, Vo) с поверхности твердого сплава, к ок1 слению

0 твердого сплава и его растворению. Снижение температуры ниже 750°С приводит к тепловому удару, способствуюнхему трещино- образованию в гранулах твердого сплава и естественно к снижению прочности армированной зоны.

5 Проведенные про.мышленные испытания опытной партии буровых долот показали увеличение стойкости зубков, изготовленных по предлагаемому способу, что позволило получить экономический эффект в среднем 170 руб. на каждое опытное долото, и уве0

личение проходки и .механической скорости бурения на 126 и 32% соответственно.

Формула изобретения

Способ получения армированных отливок включающий заливку во вращае.мую с частотой 400-1000 и нагретую свыше литейную форму жидкого металла и последующее охлаждение, отличающийся

1435385 34

тем, что, с целью повышения прочностныхталлом вводят нагретые до 750-1000°С грасвойств армируемых участков отлийки, в ли-нулы из твердого сплава, покрытые защиттейную форму однЬЙременно с жидким ме-но-легирующими материалами.

Изобретение относится к литейному нроизводству, в частности к технологии армирования отливок, и может быть использовано нри изготовлении деталей породо- разрушающего инструмента, работающих в абразивных средах. Цель изобретения - повышение прочностных свойств армируемых участков отливки. Способ получения арми- ()оваппых отлпвок включает заливку во вращаемую с частотой 400-1000 мин и нагретую свыше 200°С литейную форму жидкого .металла и пос. 1едующее охлаждение. В литейную форму одновременно с жидким металлом вводят нагретые до 750-1000-С гранулы из твердого сплава, покрытые защитно-л е1 ирую щи ми материалами. Способ позво. 1яет увеличить износостойкость армируемых отливок (венцов и T.I;.) пород(, - разрушающего инструмента примерно s ,5 раза.