Способ местного легирования отливок

Союз Советскнх Соцналнстнцескнх РеслублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 02.09.76 (21)2402с присоединением заявки 2-0 22 9 27/ ее 7 аерстеекеей кетететВемте Мекеетрее ИРее декам кэееретеееее еткрытее) Дата опубликования онисаиия 16.01.78 2) Авторы изобретени А. Кнрвевсквй, С. С. Затуловсквй в А. В. Аленкеввч тут проблем литья А 71) Заявитель кой ССР 54) СПОСОБ МЕСТНОГО ЛЕГИРОИА ОТЛИВОК носятся к литейному проибыть использовано прв.в форме нз песчаноглвостнч 5 Изобретение отз"водству в можетполучении отлнвоккистой смесн,Известен способ поверхностного легвровання отливок, включающий обмазку поверхностн форм ы пооошкообраэнымв легвруюшими материалами фИзвестен также способ локального легвровання отливок, заключаюшнйся в установке 1 ев полости формы сотообразных вставок сотверстиями с . толщиной перемычек1,5-4,0 мм, вэготовленных вэ дробленногоферрохрома на связке нэжндкого стекла,1Прв попадании в форму дляжидкогометалла сотобраэные вставки часткчно влвполностью размываются, Прн этом основнойметалл в области установки вставок насм.шается легнруюшвм элементом, Насыщениеможет осуществляться как эа счет смешивания расплавляемого легнруккпего элементас основным металлом так и эв счет протэ- фкаккпей пон высоких температурах уэвв 12. Однако этот способ не позволяет дмаксвмальньзх показателей твердоствстали (практически прв легврованвв невест.ным способом, твердость в легированнойзоне достигает в ряде случаев 520-540 НВ),в, следовательно, не позволяет получитьнеобход,нмую структуру я значительно новьсить вэносостойкость легнруемого металла.Цель взобретенвя - повышение фвэвкомеханических свойств отливок, Для етогона участки рабочей поверхноств лвтейной 1формы наносят покрытие на основе матервала, выделяющего прв контакте с эвлвтымметаллом газообразный легврувшвй элементнапример, ва основе мелкорвздробленногоаэотвровацного марганца,Прв контакте с жндкнм илв кристаллйэующвмся металлом вз вещества выдеаютя газообразный легнрующий элемент в дяффунднрует в металл отлнвкв,. образуя с легнруюшнмв влемевтамв вставки днсперсныеупрочняюшне частицы, Тспщвна наносвмагона форму слоя вещества с фракдвей до 2 ммЗ 89073тами, а при применении вставок из апюми 2ния - соответственно 48,1 и "6,0 кг/ммОбразцы разрушаются по зонам легированного металла, так как переходная зонав 5 была более пластичная, чем легированньйслой.ов- Ударная вязкость легированного феррохромом слоя составляет 2,3 кгм/см, аалюминием - 4,3 кгм/см, при легированиихдополнительно газообразным влемеутом -соответственно 4,9 и 7,4 кгм/см, Твердость легированного феррохромом и алюминием слоя составляет 340 и 170 НВ, апри дополнительном легировании гаэообраз 5 ным элементом- соответственно 550 иа 230 НВ,Стойкость контрольных и опытных образцов на износостойкость, оценивают по износу по методике института проблем литьяЛИ УССР па специальной машине тренияьпри комнатной температуре, Установ 4 аелено, что износостойкость стали, легии- рованной совместно твердыми и газообразными легируюшими элементами, возрастет на 36-42% по сравнению с контрольнойсталью, легиромнной только твердыми легируюшими, тоестьферрохромом или алюминием,Таким. Образом, в отливках иэ углеродистой стали с локальным легированием твердыми и гаэообразнь 3 ми легируюшими влеменк- тами отчетливо выражены дифференцированные механические и химические свойства,а также значительно повышена износостой 3В качестве пегирующих материалов длявставок могут быть использованы чистыематериалы или ферросплавы например алюминий, феррохлор, ферротитан, а такжесмеси чистых металлов и ферроматериалои любых комбинациях. В процессе притокажидкого металла в полость формы с устанпенной вставкой, последняя размывается,иэ вещества, например дробленного азоврованнп-"о марганца, нанесенного на цоверность формы, вьщеляется газообразныйлегируюший элемент - азот. Азот в соединении с элементами легируюшей вставкиобразует в металле упрочняющие дисперсные частицы - нитриды, например хрома,алюминия, титана и другие частицы, обладюшие высокой твердостью, В результатеструктура металла измельчается, улучшаются механическне свойства твердость и износостойкость возраста 2 т, ПЯО 3 одятся экспедрименты ПО локальному легированию Отливок с габаритамы 100 хЯОх 70 ммиэ стали 28 Л. Дпя .локального легированыя прменяют.сотообразнь.е вставки, имеюшие отверстия диаметром 12 мм Й перемывкимежду ними 3,0 мм, Ьстави изготовляютиз феррохрома с 69% С.; н 7% С, Брометого, при нзготовлении Отливок применяютвставки из алюминия размером 50 х 20 х 5 мЯ,Стороны Отливок с размерами 1 00 х 80 ммвыполня 1 ОТ стержнями, на которые наносятдробпелный азотпрованный марганец с фраиней до 2 мм в виде краски ца связкеиз жидкого стекла толщиной до 2,5-3 ммСтержни просушивают для удаления влаги,вносимой краской,Химическим анализом определяют, чтосодержание хрома и пегнруемом слое сославляет 17,2-18,3%, углерода 1,8-2,1%,алюминия 0,7-1,44,0 40Исследованнем мик;3 оструктурь темплетов,вырезанных из локальных легированных частей контрольных. н опытных отливок, выявлено наличие трех эон: нелегированной (ос 45новной металл Отливки), переходной и легированной, Структура легированных эонтипична для литых сплавов, имеющих анаЯОГичный химический состав, В Опытныхотливках наблюдается значительное количество,4нйтридов хрома и алюминия, особенно в слоях, близких к поверхности отливки, соприкасающейся с краской,Механическими испытаниями на образцахопределяют, предел прочности при растяжении,55который равен 42,2 кг/мм в контрольныхотливках при легнровании вставками иэ2феррохрома и 49,8 кг/мм в опытных отливках при совместном пегированип твердьтм и газообразным пегнруюшими элеменкость, формула изобретения Способ местного легирования отливок.включающий размещение влитейной формелегируюших вставок и заливку в нее жидкого металла, о т л и.ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения физико-механических свойств отливок, на участки рабочей поверхности литейной формы наносятпокрытие на основе материала, вьщеляюшегапри контакте с залитым металлом газообразный пегируюший элемент, например наоснове мелкораэдробленного азотированногомарганца,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Шелестова Г, С, и Большакова Л, А,Оптимальное планирование при поверхностномлегировании изложниц, Повышение качестваи надежности литых деталей, Свердловск,1971, с, 86-89,2, Авторское свидетельство СССРМо 366921, кп, В 22 2 27/20,23.06.71,