Способ изготовления кокилей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,з В 22 Р 15/00 с присоединением заявки йо Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОКИЛЕИ ичению потий кокилей вышение до Изобр му. произ получени защитных мического и ув пок ия -те то тение относится к литейноодству и предназначено к кокилей путем нанесенияпокрытий методом газотернапыления. Известен способ изготовления кокилей, включающий операции газо- термического нанесения нихромового подслоя, керметного промежуточного слоя иэ смеси окиси алюминия с нихромом, огнеупорного слоя окиси алюминия, а также нанесения дополнительного слоя силиконовой краски 1).Однако существующий способ изготовления кокилей не позволяет полу" чать защитные покрытия с высокой долговечностью. Решить вопрос о эна чительном повышении долговечности покрытий путем нанесения органо- силикатных покрытий практически невозможно. Это обусловлено тем, что. окисные покрытия при литье чугуна нагреваются до 600- 900 оС, а термостойкость органосиликатных материалов не превышает 400-500 С. Разрушение органосили- катных материалов приводит к уменьшению прочности елристости защитных рыЦель изобретен по лговечности покрытия.Поставленная цель достигаетсям, что в известном способе иэговления кокилей, включающем операции нанесения методом газотермического напыления защитного покрытия иэ огнеупорных окислов и пропитки термостойкими веществами, покрытия после окончания операции напыления пропитывают в 60-80-ной ортофосфорной кислоте при 80"130 СЬ в течение 10-30 мин, после уего кокиль нагревают до 350-400 С со скоростью 1,5-2,0 град/мин, а затем производят выдержку при 550- 800 С в течение 5-15 мин.Обработка кокилей с напыл покрытиями в ортофосфорной к обеспечивает увеличение термо кости и прочности, уменьшени стости покрытий.В результате вэаимодейств тофосфорной кислоты с металл кими и окисными составляющими крытия происходит упрочнение структуры. Образующиеся при кислые гидратированные фосфаформула изобретения Составитель Г Техред Т.иато Редактор А,Мотыль Заказ 1 23/14 Тираж 69 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная,ют неупорядоченную структуру и вслед. ствие этого высокую адгезионную способность. Продукты взаимодействия заполняют поры, имеющиеся в каркасе покрытия, Фосфаты алюминия, хрома, никеля характеризуются высокими огнеупорностью и водостойкостью, малым термическим расширением.Пропитка менее 10 мин не обеспечивает проникновение кислоты на всю толщину покрытияПропитка более 30 мин нецелесообразна в связи с завершением реакции полимеризацииДля такой обработки необходимо испольэовать 60-80-ную фосфорную кислоту. Применение кислоты с концеитрацией менее 60 приводит к снижению прочности и стабильности образующихся фосфатов. Использование кислоты с концентрацией более 80 значительно снижает скорость полимериза ции фосфатов. Обработку кокиля в кислоте ведут при 80-130 С. Пропитка при температуре ниже 80 С не обеспечивает необходимой прочности и стабильности фосфатов. Нагрев выше 130 С сопровождается значительным испарением Фосфорной кислоты и ведет к снижению скорости полимеризации Фосфатов.Нагрев кокиля до 350-400 С обеспечивает полное завершение формирования структуры фосфатов. При нагреве ниже 3500 С алюмофосфаты не усневают завершить процесс дегидратации и могут взаимодействовать с водой.З Нагрев выше 400 С нецелесообразен в связи с завершением процесса твердения фосфатных материалов. Нагрев кокиля до 350- 400 С ведут со скоростью 1,5-2,0 град/мин. Применение скоростей менее 1,5 град/мнн снижа О ет производительность процесса. Нагрев со скоростью более 2,0 град/мин препятствует диффузии связующего к внутренним слоям зерен покрытия через слой образующихся ФосФатов и, 45 следовательно, уменьщает вероятность протекания реакции полимериэации.Изотермическая выдержка кокиля при 550-700 С в течение 5"15 мин способствует кристаллизации ФосФатов и повышению прочности покрытия. Выдержка при температуре ниже 550 Со и весенее 5 мин не обеспечивает полуение термостойких Форм ФосФатоу. ВыДежка при температуре выше 800 С и более 15 мин приводит к частичному разложению и потере термоатойкости покрытия. П р и м е р. Изготавливают чугунный кокиль. На рабочую поверхность формы после дробеструйной обработки наносят слой нихрома толщиной0,05 мм. Затем методом плазменного напыления смеси порошков 50 вес. никеля и 50 вес. окиси алюминия получают промежуточный керметный слой толщиной 0,1 мм. После этого кокиль покрывают слоем окиси алюминия с добавкой 2 вес. двуокиси титана толщиной 0,2 мм. Кокиль с покрытием пропитывают в течение 20 мин в 75-ной Фосфорной кислоте при 95 С, после чего его нагревают со скоростью 2 град/мин до 350 С. Затем проводт изотермическую обработку при 650 С в течение 10 мин.Долговечность покрытия определяют по числу эаливок чугуна до образования разрушений площадью, равной 10 от рабочей поверхности кокиля, Для получения сравнительных данных параллельно испытывают аналогичный кокиль с покрытием безпропитки в фосфорной кислоте.Испытания показали, что долговеч;ность кокилей с покрытиями, полученными по предлагаемой технологии,составляет 3100-3600 заливок, чтов 2-3 раза выше ресурса стойкостипокрытий, полученных беэ операциипропитки в фосфорной кислоте.Использование изобретения обеспечивает возможность повышениядолговечности покрытий, что особенно важно для механизированных иавтоматизированных литейных процессов,Способ изготовления кокилей,включающий нанесение газотермическим напылением защитного покрытия из огнеупорных окислов и пропитку термостойкими веществами,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения долговечности покрытия, его пропитывают в 60-80-ной ортофосфорнойкислотой при 80-130 оС в течение10-30 мин, после чвго кокиль нагревают до 350-400 С со скоростью1,5-2,0 град/мин, а затем производят выдержку при 550-800 С в течение 5-15 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании9 935009, кл. В 3 Г, 1961.