Способ изготовления бемиталлических штамповых отливок

АЙ Й ОПИС й ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскин Социалистических Республик. Кл.2121/78 1238/22-0 Государственный комитет Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения овнар и Э. Г, Капцевич зико-технический институт АН Бепорусской СС 71) Заявитель СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХШТАМПОВЫХ ОТЛИВОК Изобретение водству и может строении при и штампов объемн к литейному произльзовано в машино- и биметаллических вки,тноситсябыть испоготовлений штампо Известен ряд способов изготовления биметаллических изделий 1. Эти способы основаны на соединении разнородных металлов, один из которых находится в расплавленном состоянии, другой - в твердом или в стадии затвердевания.Известные способы получения биметаллических отливок являются технологичными, но имеют характерный недостаток - при охлаждении отливки на границах соединения двух металлов возникают трещины. Чтобы исключить образование трещин, прибегают, в частности, к подогреву армирующей вставки перед заливкой расплава основного материала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения биметаллических отливок для формовочных штампов, включающий нагрев отштампованной вставки с гравюрой в среде флюса до температуры аустенизации материала вставки (900 - 000 С), выдержку в течение 0,5 - 1 ч и заливку ее расплавом менее легированной стали 21. Такой способ обеспечивает хорошую сваривасмость расплава со вставкой, обусловленную тем, что после соприкосновения расплава с поверхностью вставки по обе стороны граа ницы раздела металлов достигается однотппность по кристаллическому строению соединяемых металлов. Это содействует упрочнению биметаллического соединения за счет диффузии, в результате которой образуется промежуточный слой. Кроме того, благодаря высокотемпературному нагреву вставки перед залив кой расплава по сравнению с низкотемпературным нагревом вставки под эту операцию возникающие внутренние напряжения незначительны что способствует конструктивной прочности штампового изделия.Однако высокотемпературный нагрев вставки под заливку расплавом приводит, учитывая ее дополнительный разогрев от расплава, к перегреву материала вставки, что снижает хрупкую прочность биметаллического соединения и ухудшает структуру материала вставк 1 в целом.При этом, если масса вставки по отношениюк массе литой основы изделия значительна, то при высокотемпературном подогреве вставки скорость затвердевания расплава низка.25 Это исключает возможность измельчения крис602572 С оста в ител ь Р. Кл ы к он аТехред О. Луговая Корректор Д.Мельниченко Тираж 716 Подписное Редактор Г.МозжечковаЗаказ 177124 ГГ 1111 РПР Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раугиская иаб., д. 45 Филиал ППГ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4таллического зерна - важнейшего условия достижения высоких механических свойств отливки.С целью повышения прочности отливок вставку перед установкой в литейную форму закаливают, а нагрев производят вначале объемный до температуры относительной устойчивости аустенита, а затем местный по свариваемой поверхности до температуры аустенизации, после чего вставку охлаждают до температуры объемного нагрева.Закалка вставки обеспечивает в процессе затвердевания и охла.кдения основного материала сокрашение об-ма вставки в результате распада мартенсита, что снижает опасность образования трещин в области, примыкающей к вставке.При затвердевании биметаллической. отливки возможно образование литейных трешин за счет усадки основного материала, которая достигает 2,5%, Для предупреждения образования литейных трешин эта усадка должна быть свободной.Свобода усадки обеспечивается тем, что перед заливкой расплава вставку подвергают закалке, в результате которой увеличивается ее объем до 1,5%. При разогреве вставки основным материалом мартенсит вставки подвергается аустенитному превращению, что приводит к уменьшениюее объема. Это способствует свободной усадке основного материала и, следовательно, прочности отливки.Объемный нагрев вставки до температуры, численно равной температуре относительной устойчивости аустенита материала вставки, и местный по свариваемой поверхности до температуры аустенизации этого же материала и последующее подстуживание вставки до температуры объемного нагрева вставки обеспечивает образование по свариваемой поверхности слоя, переохлажденного аустенита. Это содействует свариваемости материалов (однотипность кристаллического строения по обе стороны их границы раздела) и одновременно обеспечивает быстрое затвердевание расплава из-за относительно низкой температуры объемного подогрева вставки (400 - 600 С), что устраняет перегрев материала вставки и способствует измельченио кристаллического зерна литой части биметаллической заготовки.Если местный нагрев поверхности вставки не производить, то образование аустснита происходит за счет ее разогрева расплавом,и аустенизация может оказаться запоздалой по отношению к процессу образования биметаллического соединения, что нежелательнО За время задержки температура границы раздела материалов может понизиться и, кроме того, на границе могут выделиться гримгалие атомы, а это понижает прочность соединения.Способ осушествляется следующим образом.В мастер-штампе штампуют вставку, например, из стали 40 ХМФС. Затем вставку закаливают, покрывают слоем флюса по поверх- ности сварки, объемно нагревают до 450 - 650 С, что соответствует температурному интервалу относительной устойчивости аустенита стали 40 ХМФС, и передают под высокочастотный нагрев. Этот нагрев производят местно по поверхности раздела материалов биметаллической отливки до температуры аустенизации материала вставки (900 в 10 С).После этого вставку выдерживают неко торое время для выравнивая температуры пообъему в пределах температурного интервала относительной устойчивости аустенита материала вставки (450 - 650 С) и устанавливают в литейную форму, прогретую также до 450 - 650 С, а затем производят заливку через стояк, в процессе выполнения которой пленка флюса уносится с поверхности вставки. После затвердсвания отливку подвергают термической обработке.Использование предложенного способа позволяет повысить процент годного литья изделий. Формула изобретенияСпособ изготовления биметаллических штам 5 новых отливок, включаюший нагрев вставки, установку ее в литейную форму и заливкуматериалом основы, отличающийся тем, что,с целью повышения прочности отливок, вставку перед нагревом закаливают, а нагрев произ 40 водят вначале объемный до температуры относительной устойчивости аустенита, а затемместный по свариваемой поверхности до температуры аустенизации,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:45 1. Соломка Я. М. Производство двухслойных деталей, М., Машгиз, 1962, с. 6 - 7.2. Кузнечно-штамповочное производство,11 973 с 44 - 45