Способ изготовления пористого кокиля на основе порошка железа Советский патент 1990 года по МПК B22F3/24 B22C3/00 C23C2/12 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления кокилей из порошков железа, и может быть использована при изготовлении кокилей и отдельных их элементов для производства чугунных отливок методом центробежного литья.

Цель изобретения - повышение термостойкости и пористости кокиля.

Способ осуществляют следующим образом.

Из железного порошка прессуют и спекают заготовку кокиля пористостью 30- 60%, которую погружают в расплав алюминия, нагретый до температуры 850- 950°С, и выдерживают в течение 1-3 ч.

Пористую заготовку выдерживают в расплаве алюминия строго определенное время при строго заданной температуре. Это позволяет получить на рабочей поверхности пористого кокиля тонкую, порядка 0,5-1 мм, пленку алюминия. Пленка алюминия с одной стороны прочно соединена путем физического взаимодействия, а именно диффузией с материалом основы (железо), с другой - покрыта сплошной окисной пленкой окисла алюминия.

В процессе получения отливки жидкий чугун соприкасается с пленкой А120з. которую он не смачивает, а следовательно, не схватывается с кокилем при застывании. Одновременно тонкий слой аюминия, находящийся под пленкой А120з. плавится. Появившаяся жидкая фаза между затвердевающей чугунной отливкой и пористой основой кокиля воспринимает на себя возникающие термические перемещения в кокиле, препятствуя разрушение его рабочей поверхности, повышая срок эксплуатации.

При температуре расплава алюминия ниже 850°С происходит отслаивание пленки от поверхности основы кокиля при заливке жидкого чугуна, что приводит к быстрому разрушению кокиля при последующих заливках жидкого чугуна. При температуре

О

р о

Ч)

00

расплава алюминия выше 950°С происходит химическое образование хрупкого сплава алюминия в железе и заливе жипкого чугуна приводит к разрушению рабочей поверхности кокиля.

При выдержке пористой основы кокиля в расплаве алюминия меньше 1 ч не происходит достаточного сцепления пленки алюминия с основой, что приводит к отслоению пленки при заливке жидким чугуном и разрушению кокиля.

При выдержке пористой основы кокиля в расплаве алюминия больше 3 ч на рабочей поверхности образуется хрупкий .сплав алюминия в железе, который, разрушаясь при температуре жидкого чугуна, приводит к быстрому разрушению рабочей поверхности кокиля.

П р и м ер. Из 42 кг железного порошка прессуют и спекают в среде водорода при температуре 1200°С в течение 1,5 ч пористую основу кокиля (пористость 30-60%) в виде стакана размерами 180x120x360 мм

и погружают в расплав алюминия, нагретый о температуры 850°С, и выдерживают в нем 3 ч.

Аналогично указанному примеру изго- товлены кокили при различных режимах нанесения ПОКР1:|1ТИЯ.

Результаты испытаний на термостойкость, а также режимы испытаний приведены в табл. 1; результаты испытаний на

длительную прочность - в табл. 2.

Предложенный способ позволяет в 11- 13 раз повысить термостойкость и в 7-8 раз повысить жаростойкость кокилей. Формула изобретения

Способ изготовления-пористого кокиля на основе порошка железа, включающий прессование и спекание пористой заготовки и нанесение покрытия, отличающий- с я тем, что, с целью повышения термостойкости и жаропрочности кокиля, покрытие наносят путем погружения заготовки в расплав алюминия при 850-950°С и выдержке в нем в течение 1-3 ч.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления кокилей из порошков железа. Цель - повышение термостойкости и жаростойкости. Из железного порошка прессуют и спекают заготовку пористостью 30-60%, которую погружают в расплав алюминия, нагретый до температуры 850-950°С, и выдерживают ее в течение 1-3 ч. 2 табл.

Таблица2