Содержащий бор сплав повышенной твердости на железной основе

Номер патента: 53842

Авторы: Гирш, Корман

Скачать ZIP архив.

Текст

ЗГсес 7 тсо 8 Бю)о ос.тедеое 1 " еа 1 сРгттппзобе иг Госэ.т нд СН,: С:с,о Ин-ная фрма Инлзстриал Рисерч Лаборзторислкц. э-во(пс 3 ця 1 г 1 а 1 йезеагс 11 Х.аЬога 1 оге" а, н г. Сан-Францско, США. Лестнитегнные изооретателн кн цы Ф. Л. Корман (Г. А. Коггпапп и В. Ф. Гирш У. г. Нгзс 1.ЛЕОЖЙЩЫЙ бОЭ СнЛЖВ ПОВЫЖСИ 110,". ТЗСЗДОСОСБОВС. 170 о 48 с исо.д числ: зМ 1 Р 14. но о 8 .оеьрзч 1 с 1 г15 лет от 28 фево;. 1 а;сит заявлен 1 О:оня 985 года з от тоо О выдаче патента опуолн Действие патента рас:оостраняетс:ов я н Предлагаемое изоор к с.лавам повышенн железной основе, со Подобного рода спл более низкой точкой соединяется с обькн ными и железными изд ливки на поверхности образования слоя, об ствами, отличными о живающего этот сло тела,етение относится ой твердости на держа щи м бор. ав, обладающий плавления, легко овенными стальелиями, путем отизделия, с целью ладающего свойсвойств поддерй металлического 4Настоящее предложение предусматривает получение сплава весьма большой твердости и значительного сопротивления износу с целью использования его для покрытия железных и стальных изделий, в осооенности внутренних поверхностей подверженных механическому воздействию труб (напркмер, канализационных), а также в качестве материала для кзготовлечия изделий, полностью состоящих из этого сплава. Уже известно, что прибавление оора к стали повышает ее твердость, но до настоящего времени опыты в этом направлении касались сталей, содержащих малый процент углерода или бора, или оооих элементов вместе. Повышение процентного содержания этих элементов, согласно данному изобретению, дало возможность получить сплав, чрезвычайно твердый и поддающийся обработке только шлифовальным кругом, Его твердость может доходить до 1000 и больше по шкале Бринелля. Температура плавления сплава лежит в пределах между 10 бб и 1120, т, е. значительно ниже, чем у люоого другого железного или нежелезного сплава соответствующей твердости. Сопротивление износу от трения очень велико и более, чем в 10 раз, по заявлению авторов, превышает соответствующее сопротивление обыкновенного чугуна. Сопротивление разрыву составляет от 15 до 38 ггг на,ця" (от 24 000 до б 0000 англ. фунтов на 1 кв, дюйм). В расплавленном или размягченном состоянии сплав легко сваривается с нагретой стальной или железной поверхностью без припоя при условии чистоты поверхности, Теплопроводность же сплава чрезвычайно низка и составляет менее одной трети теплопроводности чугуна. Незначительная стоимость изготовления сплава позволяет широко применять его для промышленных целей.Сплав состоит, восновном, из железа с небольшим процентным содержанием углерода, бора и никеля; кроме того, могут быть добавляемы и другие элементы.Количество связанного углерода соответствует составу чугуна, т. е. колеблется в пределах от 2 до 4% по весу, количество бора - от 0,2 до 2,5%; для большей твердости прибавляется никель в количестве от 1,5 до 9%. Всякие другие составные части ухудшают сплав; тем не менее иногда можно прибавлять в различных количествах и другие металлы, например, марганец, хром, вольфрам, ванадий, молибден, кобальт и др., особенно в тех случаях, когда не требуется наиболее благоприятной характеристики сплава. С другой стороны, из сплава следует по возможности полностью исключать некоторые элементы, обычно присутствующие в чугуне, например, серу и фосфор, или, во всяком случае, количество серы не должно превышать 0,1%, а фосфора - 0,3%. На практике допускается не более 0,05% каждого из этих элементов, так как оба они вредно отзываются на твердости и других качествах сплава, То же самое отчасти относится и к кремнию, с той лишь разницей, что при количествах, приблизительно до 1,5%, этот элемент не приносит существенного вреда; тем не менее при содержании бора в верхнем пределе допускается присутствие кремния до 2,5%. В противном случае в сплаве может выделяться графитный углерод, что недопустимо, потому что в данном сплаве углерод должен содержаться в связанной форме. Наиболее удовлетворительный по качеству сплав содержит лишь около 1% кремния, асодержание бора и углерода вместе не превышает 4,5 , максимальный же предел общего содержания обоих этих элементов не должен превосходить б",Сплав не должен содержать алюминия, так как даже небольшое количество последнего сильно уменьшает твердость; по этой же причине сле дует избегать внедрения в сплав ферро-бора, изготовленного термитным способом, так как подобный ферробор может содержать значительное количество алюминия. Присутствие меди в количествах более 1", уменьшает твердость сплава. При отсутствии никеля твердость значительно понижается, хотя сплав все же обладает достаточной твердостью для многих целей.В нижеследующей таблице показана твердость сплавов без никеля при различном содержании углерода и бора: Твердость ло скале Бринелля 11 родевт во весу 3,50 0,20 25 0,5 Углерод .Бор .Углерод,Бор,Углерод .Бор .Углерод,Бор . 2,0 1,0 Г Г 0 3,25 0,50 0,25 ,00 3,00 ,70 2,5 1,0 с 00 700 800 Эффект присутствия никеля в сплаве показан графически на приложенном чертеже. Кривая .4 диаграммы показывает изменение твердости при добавлении от 1 до 10, никеля к сплаву. содержащему около 3/, углерода и 1(, бора, а кривая З показывает противоположный эффект при добавлении никеля к обыкновенному чугуну, содержащему около 3/углерода приотсутствии бора, В обоих примерах практически не содержалось серы и фосфора, причем в сплаве по кривой А содержалось около 0,57 ОО кремния против 0,5",в примере кривой З, чтослужит отчасти в пользу сплава по кривой З с точки зрения твердости. Из кривой Л видно, что при прибавлении от 2,5 до З,У, никеля к сплаву, содержащему бор, происходит быстрое и резкое возрастание твердости, тогда как в простом чугуне при тех же количествах никеля происходит не менее резкое падение твердости. При больших количествах бора твердость будет больше.Для изготовления сплава расплавленные составные части могут быть соединены друг с другом различными способами, не выходя из пределов указанных выше пропорций, причем источником бора служит свободный от алюминия ферро-бор с весьма малым содержанием серы и фосфора. Изготовление сплава по другому способу заключается в том, что берется чушка высокосортного чугуна, предпочти. тельно содержащего около 3"и более углерода, от 2 - 4 кремния, около 0,1, фосфора и серы и 0" или небольшой процент хрома, какой обычно встречается в чугуне, Чушку расплавляют в соприкосновении с бурой и в присутствии свободного углерода, для чего процесс ведется или в графитовом тигле или просто с прибавлением свободного углерода; при этом масса поддерживается в расплавленном состоянии до тех пор, пока не произойдет желаемое восстановление бора буры углеродом и частью кремния и пока этот бор не поглотится железом, а первоначальное количество кремния в железе значительно не уменьшится. Никель может быть введен в ту же шихту или может быть впоследствии сплавлен с полученным предварительно сплавом углерод-бор-железо. Весь углерод в окончательном сплаве должен быть в связанной форме, в особенности же не должно иметься углерода в виде графита; в изломе сплав должен отличаться серебристо- белым блеском,Готовый сплав может быть отлит в любую желаемую форму или же в виде болванок, предназначенных для расплавления в будущем,Как уже упоминалось выше, предлагаемый сплав может применяться не только для отливки изделий, но и для покрытия готовых изделий из стали и железа для придания им высокой твердости и повышенной сопротивляемости истиранию. В особенности же этот сплав предназначается для покрытия поверхностей труб, а также цилиндров и рабочих втулок цилиндров двигателей внутреннего горения. Процесс покрытия сплавом происходит следующим образом. Тонкие чистые плитки сплава раздробляются на мелкие кусочки; затем необходимое количество таких кусочков (в зависимости от желаемой толщины корки) вводится в железную или стальную трубу или цилиндр, поверхность которой была предварительно тщательно очищена травлением или другим способом. Конец или концы цилиндра закрываются стальными дисками или пробками, которые могут быть вогнаны внутрь, приварены или иным способом закреплены на месте, причем один из этих дисков д лжен иметь в центре очень маленькое отверстие для выхода газов или нагретого воздуха, В неко-орых случаях можно вместе со спла вом ввод:.ть е трубу небольшое количе:тво углекислого натра, борнок свого катре, фтористого кальция и " д. с целью поглощения неметаллических веществ, Желательно такж= водить небольшое количество летучей жидкости, спосооной образовать неокисляюшийся газ, с целью выталкивания воздуха; в качестве такой жидкости очень пригоден метиловый спирт. Вслед за этим закрытый цилиндр постепенно и равномерно нагревают в печи, медленн; вращая его до тех пор, пока не буде- достигнута температура чуть-чуть выше точки плавления загруженного сплава. После этого цилиндр, нагретый до красного каления, быстро вынимают из печи и помещают между горизонтально расположенными центрами вращающегося станка или поддерживают и вращают его при помощи горизонтальных роликов. В том и другом случае немедленно придают число оборотов, соответствующее перифери. ческой скорости около 600 я в минуту, продолжая вращение приблизительно полминуты; за это время ци..линдр успеет потерять путем излуче. Предмет изобретения. ния достаточное количество тепла, так,1. Содержащий бор сплав повычто загруженный в цилиндр сплав за-шенной твердости на железной основе, твердевает и образует ровный гладкийотличающийся тем, что он содержит слой внутри цилиндра. После полногоот 2 до 4 связанного углерода и от охлаждения конец или концы ци- О- го0,2 до 2,5 /О оора, при содержании кремлиндра могут быть вскрыты, и твер-. ния не свыше 2,5,а серы и Ьосдая корка может быть обточена дофора соответственно не свыше й 1 желаемого диаметра путем шлифо-вания, причем наружная поверхность2, видоизменение сплава пс и. 1, цилиндра может, конечно, обрабаты. д аотличающееся тем, что, с целью дальваться лгооым механическим спосонеишего повышения твердости, в него бом.введено от 1,з до 9",никеля. ТЗеРЯОстб пО Вале БРинеллЯ, ЮРО 7 ОО О

Смотреть

Заявка

170943, 10.06.1935

Акц. о-во Индустриал Рисерч Лабораторис

Гирш В. Ф, Корман Р. А

МПК / Метки

МПК: C22C 37/00

Метки: содержащий, повышенной, железной, сплав, основе, твердости, бор

Опубликовано: 01.01.1938

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-53842-soderzhashhijj-bor-splav-povyshennojj-tverdosti-na-zheleznojj-osnove.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Содержащий бор сплав повышенной твердости на железной основе</a>

Похожие патенты