Способ армирования отливок Советский патент 1979 года по МПК B22D19/02 

(54) СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении буровых долот, а также деталей сложной конфигурации, работающих в абразивных средах при больших нагрузках.

Известен способ армирования отливок, заключающийся в том, что во вращаемую со скоростью 10-15 об/мин изложницу со стержнем вводят порощок из твердого сплава, например релита, и заливают 1/4 часть общего объема металла, после перемещивания которого с релитом и затвердевания по профилю щарощки увеличивают скорость вращения изложницы до оптимальной и заливают оставщуюся часть металла 1.

Недостатком указанного способа является низкое качество отливок, так как при первоначальном контакте жидкого металла с твердым сплавом происходит кристаллизация пограничного слоя, а само перемешивание становится практически невозможным.

Цель изобретения - повышение прочностных свойств отливок.

Цель достигается тем, что введение жидкого металла и частиц твердого сплава осуществляют в предварительно нагретую до

200-600°С литейную форму одновременно при скорости вращения формы 400- 000 об/мин.

Сущность способа

заключается в следующем.

Литейную форму

предвлрнтельно нагревают до 200-600°С, после чего р1 водят скоростью 400-1000 ее во вращение со

об/мин и одновременно вводят жидкий метал.п и частицы твердого сплава. В этом

случае каждое зерно твердого сплава окружено жидким металлом, и в процессе движения к периферии формы происходит сплавление зерна по границам, чем обеспечивается надежное закрепление зерна твердого сплава в матрице. Движение зерна к периферии формы осуществляется под действием центробежных сил, так как зерна твердого сплава имеют больший чем у стали удельный вес.

Процессы, происходящие в армированной

зоне, связаны с технологическими параметрами армирования отливок; регулируя их. можно получить оптимальную структуру металлосвязки и форму армиропан11ой зоны. Изучение процессов, происходящих в армироваиной зоне, noKasijiBaer, что для оптимального пр .пгчса легирования металлосвязки необходимо создание термического цикла в зоне армирования со скоростью

охлаждения 45 |-рад/с и с центробежными

силами, дейспиуюшими iia зерно релита, 0,12-0,125 кгс. Такие условия нозволяют зерну релита совершать нуть, в 50-100 раз превышающий его размеры, и обеспечивают возможность армирования изделия нрактически на любую необходимую величину.

Технологическими параметрами, обеспечивающими требуемый термический цикл в армированной зоне, являются температура подогрева литейной формы и температура заливки стали. Принимая температуру заливки стали 1600°С как постоянную величину, можно обеспечить требуемый термический цикл в армированной зоне, варьируя только температурой предварительного нагрева литейной формы. Технологическим параметром, обеспечивающим требуемые центробежные силы, действующие на зерна релита, является скорость вращения литейной формы.

При осуществлении армирования по описываемому способу было установлено, что .оптимальные величины технологических параметров следующие: температура предварительного подогрева литейной формы 200- 600°С и частота вращения литейной формы 400-1000 об/мин.

Пример. Литейную форму долота нагревают до 400°С и вращают со скоростью 600 об/мин в вертикальном положении, после чего производят одновременное введение

жидкой, подогретой до 1бОО°С стали марки 18ХН2МФЛ и зернистого твердого сплава (релита). Заливку жидкой стали продолжают до момента заполнения формы. Затем литейную форму останавливают и осуществляют извлечение отливки.

Использование описываемого способа армирования буровых долот обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:

абразивная стойкость центробежно-армированных отливок в 13-15 раз выше, чем у поверхностно-армированных;

ударно-усталостная стойкость центробежно-армированных отливок на 50-60% выше, чем у поверхностно-армированных.

Формула изобретения

Способ армирования отливок, включающий введение во вращаемую литейную форму жидкого металла и частиц твердого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств отливок, введение жидкого металла и частиц твердого сплава осуществляют в предварительно нагретую до 200-600°С литейную форму одновременно при скорости вращения формы 400-1000 об/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 176046, кл. В 22 D 19/02, 1962