Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины Советский патент 1992 года по МПК B22F7/02 B32B7/02 B02C13/28 C22C29/06 

Изобретение относится к технике измельчения кормов, конкретно к конструктивным элементам узла дробления - молоткам.

Известен способ изготовления этого молотка, заключающийся в холодной выруб- ке.детали из листового проката стали 65Г с последующей закалкой торцовых рабочих граней при 840°С и отпуском при 200°С.

Недостатком известного способа является низкая стойкость его рабочих граней, которая существенно не возрастает при попытке их армирования наплавкой износостойкими сплавами и сталями.

Известен способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробилок, рабочие плоскости которого армированы

износостойким твердым сплавом на основе карбида хрома, а несущая часть выполнена из композиционного материала, представляющего собой хромистую сталь с включениями стекла, заключающийся в том, что из исходных порошковых смесей твердого сплава на основе карбида хрома и хромистой стали с добавками стекла прессуют комбинированную слоистую заготовку, нагревают ее до температуры перекристаллизации сплава 1180-1220°С, затем уплотняют в штампе. Стойкость рабочих граней при этом повышается в 2,5 раза в сравнении с серийным из стали 65Г при наработке зерна на одну грань в количестве 630 т.

Недостатками такого способа являются высокая температура штамповки, неблагопVJ ю ю

0 Ю 00

i

риятно сказывающаяся на стойкости штампа; чрезвычайно узкий интервал нагрева под штамповку, вызванный необходимостью перекристаллизации твердого сплава через жидкую фазу, что затрудняет автоматизацию технологического процесса и снижает выход годного; быстрое изнашивание формующих элементов штампа, происходящее как при штамповке, так и при выталкивании готового слоистого материала, армирующие слои которого в результате перекристаллизации в штампе содержат до 70% карбидной фазы.

Недостатком известного способа является наличие в составе армирующих слоев и несущей основы добавок, снижающих сопротивление слоистого материала ударным нагрузкам (стекло, лигатура), что не позволяет полностью реализовать ресурс износостойкости твердого сплава.

Целью изобретения является повышение износостойкости материала, используемого в качестве рабочих граней молотка кормодробилки и увеличения выхода годного при производстве деталей из слоистого материала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающем приготовление исходных смесей несущего и армирующего слоев, послойную засыпку их в формующую полость матрицы, холодное формование слоистой пористой заготовки и горячую штамповку, согласно изобретению сформулированную заготовку штампуют при 1050-1100°С, а процесс перекристаллизации карбидной фазы в армирующем слое проводят после горячей штамповки путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220°С.

Поставленная цель достигается также тем, что молоток для кормодробильных машин, изготовленный из слоистого материала, включающего армирующей слой из порошкового материала на основе карбида хрома, содержащего графит и железо, и несущий слой, выполненный из материала на основе железа, содержащего карбид хрома и графит, дополнительно содержит медь в армирующем слое при следующем содержании компонентов, мас.%:

в армирующем слое Карбид хрома СгзС230-60

Графит0,5-2

Медь2-5

ЖелезоОстальное

в несущем слое

Карбид хрома СгзСа2-5

Графит0,3-0,5

ЖелезоОстальное

Основная сущность предлагаемого способа заключается в том, что вследствие низкой температуры (1050-1100°С) штамповки в уплотняемом материале отсутствует карбидная фаза, отсутствие которой повышает стойкость формующих элементов штампа, а стойкость деталей из слоистого материала достигает максимального значения только после перекристаллизации карбидной фазы

армирующего слоя при нагреве токами высокой частоты до 1180-1220°С, что позволяет получать в материале структуру мелкозернистого твердого сплава, практически не имеющего пористости, тогда как

технология изготовления детали из слоистого материала прототипа не обеспечивает получения беспористого поверхностного армирующего покрытия. Пористость поверхностного слоя составляет 20-25%, что в конечном счете сказывается на стойкости его рабочих граней.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку реализация предлагаемого решения позволяет

автоматизировать технологический процесс, повысить выход годных деталей с 60 до 98%, повысить стойкость молотка в 3,5 раза по сравнению с серийным из стали 65Г и в 1,4 раза .по сравнению с прототипом.

Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины реализуется следующим образом.

Готовят шихту армирующего слоя из порошков карбида хрома СгзС2 (30-60% дисперсностью 20-50 мкм), графита (0,5-2% дисперсностью 0,05-0,1 мкм), меди (2-5% дисперсностью 50-100 мкм) железа (остальное дисперсностью 80-120 мкм). Готовят шихту несущего слоя из порошков карбида

хрома СгзСа (2-5% дисперсностью 20-50 мкм), графита (0,2-0,5 дисперсностью 50-100 мкм), железа (остальное дисперсностью 80- 100 мкм). Затем смеси засыпают в матрицу послойно и производят холодное прессование при давлении 350-500 МПа. Полученные прессовки нагревают до 1050-1100°С и подвергают горячей штамповке при давлении 700-800 МПа, После штамповки материал подвергают термообработке при нагреве

токами высокой частоты до 1180-1220°С. Термообработка армирующих слоев осуществляется на автоматах ТВЧ.

Определение стойкости рабочих граней. производилось путем натурных испытаний на кормодробильной машине ДБ-5, в ходе которых устанавливалось общее количество зерна, переработанного до критического износа рабочей грани молотка.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Приготовление исходных смесей армирующего и несущего слоев, мас.%:

Армирующий слой

Карбид хрома СгзС230

Графит2

Медь2

Железо66

Несущий слой

Карбид хрома СгзС22

Графит0,5

Железо97,5

Формование при давлении 500 МПа. Горячая штамповка при 1050°С и давлении 700 МПа. Перекристаллизация структуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при 1180°С. Твердость армирующего слоя 85 HRA. Предельная наработка зерна на 1 грань молотка 780 т.

Пример 2 (оптимальный состав). . Приготовление исходных смесей армирующего и несущего слоев, мас.%:

Армирующий слой

Карбид хрома СгзС245

Графит .1,5

Медь2,5

Железо51

Несущий слой

Карбид хрома СгзС23,5

Графит0,4

Железо96,1

Формование при давлении 400 МПа. Горячая штамповка при 1080°С и давлении 800 МПа. Перекристаллизация стуруктуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при 1200°С. Твердость армирующего слоя 85 HRA, предельная наработка зерна на 1 грань молотка 800 т.

Пример 3. Приготовление исходных смесей для армирующего слоя, мас.%: Карбид хрома СгзС260

Графит0,5

Медь5

Железо34,5

Несущий слой

Карбид хрома СгзС25

Графит0,3

Железо94,7

Формование при давлении 350 МПа. Горячая штамповка при 110°С и давлении 800 МПа. Перекристаллизация структуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при 1220°С. Твердость армирующего слоя 87 HRA, предельная наработка зерна на 1 грань молотка 875 т. .

Пример 4. Приготовление исходных смесей для армирующего слоя (к готовой смеси необходимо добавлять пластификатор), мас.%:

Карбид хрома СгзС270

Графит1

Медь . 5

Железо24

5Для несущего слоя

Карбид хрома СгзС26

Графит0,2

Железо93,8

Формование при давлении 250 МПэ. Го- 0 рячая штамповка при 1180°С и. давлении 1000 МПа. Нагрев в автоматах ТВЧ вызывает оплавление армирующего слоя.

П р и м е р 5. Приготовление исходных смей для армирующего слоя, мас.%: 5 Карбид хрома СгзС2 .20

Графит2

Медь2

Железо76

Для несущего слоя

0 Карбид хрома СгзС21

Графит . 0,8

Железо98,2

Формование при давлении 600 МПа. Горячая штамповка при 1150°С. Нагрев в ав- 5 томатах ТВЧ не приводит к образованию структуры твердого сплава. Твердость армирующего слоя 70 HRA.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что в 3,2-3,5 раза возра- 0 стает стойкость граней молотка по сравнению с серийным из стали 65Г (200-250 т) и в 1,4 раза по сравнению с прототипом, выход годных молотков возрастаете 60 до 98%, на 100-130°С снижается температура горячей 5. штамповки, на 50°С расширен температурный интервал штамповки, формирование структуры твердого сплава (его перекристаллизация) происходит вне штампа, что существенно снижает износ прессового ин- 0 струмента и создает условия для автоматизации технологического процесса. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, 5 включающий приготовление шихты армирующего слоя, содержащего карбид хрома, графит, медь и железо, и несущего слоя на основе железа, содержащего карбид хрома и графит, послойную засыпку шихты арми- 0 рующего и несущего слоев в полость матрицы, холодное формование слоистой заготовки и горячую штамповку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного и износостойкости молотка 5 кормодробильной машины, в шихту армирующего слоя вводят компоненты при следующем соотношений, мас.%:

Карбид хрома СгзС230-60

Графит-0,5-2.0

Медь2,0-5,0

ЖелезоОстальное

в шихту несущего слоя вводят компоненты при следующем соотношении, мас.%; Карбид хрома СгзС22,0-5,0

Графит0,3-0,5

ЖелезоОстальное

при этом горячую штамповку проводят при 1050-1100°С, а после штамповки материал термообрабатывают при нагреве токами высокой частоты до 1180-1220°С.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению материала для молотка кормодробильной машины. Целью изобретения является вышение выхода годного и износостойкости молотка кормодробильной машины. Предложен способ изготовления слоистого мате- риала для молотка кормодробильной машины, включающий приготовление шихты армирующего и несущего слоев, послойную их засыпку в полость матри цы, холодное формование слоистой заготовки и горячую штамповку, причем горячую штамповку проводят при 1050-1100°С, после чего термообрабатывают материал путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220°С. Шихту для армирующего слоя готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид хрома 30-60, графит 0,5-2, медь 2-5, железо остальное. Шихта несущего слоя содержит, мас.%: карбид хрома 2%5, графит 0,3-0,5, железо остальное. Предельная наработка зерна на 1 грань молотка составляет 780-800 т.. СО с