Способ поверхностного легирования Советский патент 1978 года по МПК B22D27/18 B22D19/06 

I

Изобретение относится к области литейиого производства, а именно к способам получения литых деталей с особо износостойким поверхностным слоем, в частности штампового инструмента, прокатных валков И т. д.Известен способ изготовления двухслойных лемехов. По этому способу для повышения износостойкости режущей кромки лемехов слой порошкообразного кapбo Jyндa или твердого сплава заливают жидкой сталью. Очевидно, что этим способом можно получить износостойкую лишь донную часть отливки I.

Известен также способ получения отливок с твердой поверхностью, цля чего поверхность формы покрывают слоем, содержащим твердые сплавы или вещества их образующие, а также термит 2. Однако этот способ также не решает вопроса получения твердого износостойкого слоя на вертикальных поверхностях отливки из-за сегрегации легирующих частиц в процессе формирования износостойкого слоя. Движущей силой сегрегации является несоответствие удельные весов применяющихся легирующих веществ и расплава. При этом происходит всплытие

или опускание легирующих частиц в зависимости от того, насколько меньше илн.больше удельный вес легирующего вещества, чем расплава.

11ель изобретения состоит в ум.еньшении сегрегации легирующих частиц в процессе

формирования износостойкого слоя в отливке. Указанная цель достигается тем, что усредненный удельный вес легирующего порошка подбирают равным 0,97--1,06 удельного веса расплава. Легирующее покрытие

формы состоит из двух и более компонентов, причем удельный вес одного или нескольких компонентов должен быть больше удельного веса расплава, а удельный вес другого или других - меньше.

При пропитке порощковой композиции

с усредненным удельным весом сегрегация частиц уменьшается за счет того, что силы, вынуждающие всплывать более легкие частицы, уравновешиваются силами, которые вынуждают тяжелые частицы погружаться

в донную часть отливки. Такое рабиовесие позволяет сохранять легирующую иамазку или вставку в заданном месте на поверхности отливки и получать износостойкие слои на вертикальных стенках отливок.

В литейной лаборатории ДМетИ были проведены эксперименты по проверке действенности предложенного способа. Из песчано-глинйстой смеси изготовили форму с литейной полостью диаметром 150 и высотой 220 мм. После просушки и покраски формы иа ее вертикальную стенку нанесли легирующий слой толщиной 8 мм. Легирующая паста была замешана на креп.ителе. Зернистый наполнитель был двух составов: - карбид вольфрама WC с крупностью зерна ие более 50 мкм (удельный вес 15,6 г/см),

- смесь порошксгв 10, карбида вольфрама и вЭ. карбида хрома (удельного веса 6,68 г/см). Усредненный удельный вес порошковой смеси 7,6 г/см, что соответствует удельному весу расплава 7,6 г/см.

После просушки легирующих намазок производили заливку форм расплавом хромоникелевого чугуна химического состава, вес.%:

Углерод 3,4

Кремний 0,6

Марганец 0,5

Хром0,7

Никель 1,8

После разрезки опытной отливки было установлеио, что место расположения намазки из карбида вольфрама занимает чугун, а весь карбид вольфрама сегрегировал не дно отливки. Намазка же из порошковой

смеси полмостьк) сохранилась на вертикальной стенке и образовался высоколегировйнНЫЙ износостойкий слой толщиной 8 ИМ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать на любых поверхностях отливок высоколегированный слой сплава со специальными служебными свойствами путем нанесения на стенки форм легирующих намазок с расчетным удельным весом порощковой смеси намазок. Этот (Способ позволяет заменить отливки из специальных сплавов отливками из рядовых сплавов с легированными поверхностями, что определяет высокую эффективность способа.

Формула изобретения

Способ поверхностного легирования, включающий нанесение на рабочую поверхность литейной формы покрытия из легирующего порошка и заливку в нее расплава, отличающийся тем, что, с целью уменьшения сегрегации частиц легирующего порощка, усредненный удельный вес легирующего порошка подбирают равным 0,97-1,СНб удельного веса расплава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свидетельство СССР № 87913, М.Кл. В 22 D 19/06, 1950.

2.Авторское свидетельство СССР fo 42265, М.Кл.2 В 22 D 27/18, 1934.