Способ получения армированных отливок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТИЧ ЕСНИХРЕСПУБЛИК 50 4 В 22 Р 13/00, 19 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рско-технологи- )еского инстий, С. И. КантБогаченко о ССС 1978. АРМИРО(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНВАННЫХ ОТЛИВОК(57) Изобретечис относитпроизводству, в частностармирования отливок, и мож я к литеиномук технологии ет быть испольш ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкточеское бюро физико-механтута им. Г. В. Карпенко(56) Авторское свидетельств685429, кл. В 22 Р 19/02 зовано при изготовлении деталей породоразрушающего инструмента, работающих в абразивных средах. Цель изобретения -- повьпценис прочностнц; свойств армируемых участков отливки. Способ получения армиовашых отливок включает заливку во вращаемую с частотой 400 - -1000 мини нагрету)о свыше 200 С литейную форму жидкого металла и последующее охлаждение. В литейную форму одновременно с жидким металлом вводят нагретые до 750 - 1000 С гранулы из твердого сплава, покрытые защитно-легирующи ми матепиала ми. Способ позволяет увеличить износостойкость арми. рхемых отливок (вениов и тл,.) породоразрушающего инструмента примерно в 1,5 раза.55 Изобретение относится к литейному производству, в частности к способу армирования отливок, и может быть использовано при изготовлении деталей породоразрушающего инструмента, работающих в абразивных средах.Цель изобретения - повышение прочностных свойств армируемых участков отливки.Г 1 ри получении армированных отливок необеспечивается надежного удерживания частиц твердого сплава в теле отливки.Это обусловлено тем, что при перемещении частиц твердого сплава к периферии заготовки прОисходит их смачивание жидкой сталью и частичное растворение. В результате образуется переходная зона - металлосвязка, насыщенная химическими соединениями сложных карбидов Ге%С и Ге%С, уменьшаюгцих прочность отливки. Металло- связка характеризуется повышенным содержанием углерода, диффундируемого в нее из карбида вольфрама, при охлаждении переходящего в графит, обладающий повышенной хрупкостью.Кроме того, при попадании твердогосплава в жидкий металл вследствие резкого изменения температуры в зернах рели, та образуются трещины, что также способ ствует их выкрашиванию.Образование промежуточной металлосвязки из защитно-легирующего покрытия обеспечивает повышение надежности удержания частиц твердого сплава в от, ливке.Арчироваие отливок осуществляется слсдующим образом.Б специальном тигле расплавляют необ ходимое количество металла, которое затемчерез заливочную воронку заливают в литейную форму. Одновременно с жидким металлом в литейную форму вводят гранулы, на-е гретые до 750 - 1000 С. Гранулы для армиро, вания могут быть получены, например, пу, тем последовательного перемешивания зеренрелита с порошком никеля, молиодена и дру: гих материалов, или любым другим спосо. бом.Г 1 ри заливке жидкого металла литейнаяформа должна быть нагрета свыше 200 С и вращаться с частотой 400 - 1000 мин.Пе эоне лиейной форы жидким металлом производится некоторая выдержка по времени, во время которой происходит полное расплавление защитно-легирующего материала, а затем начинается охлаждение отливки.Г 1 ри соприкосновении гранул с жидкимчеталлом вначале нагревается ее покрытие, а потом и твердосплавные частицы, При перемещении гранул к периферии отливки происходит растворение защитно-легируюцих металлов, при этом часть из них остается в матричном металле, а часть образует металлосвязку. 5 10 5 20 25 30 40 45 50 Материал защитно-легирующего покрытия подобран так, что по отношению к твердому сплаву он нейтрален и не образует с ним сложных карбидов, и препятствует выделению свободного углерода.Использование предлагаемого способа армирования отливок обеспечивает по сравнению с существующим способом увеличение прочности армированных участков отливки за счет увеличения вязкости металла связки и применения для армнрования частиц твердого сплава с размером зерна менее 0,63 мм, равномерное распределение частиц твердого сплава в зоне армирования. Кроме того, частицы твердого сплава не претерпевают температурного удара во время соприкосновения с жидким металлом.Увеличение надежности удерживания частиц твердого сплава и улучшение механических свойств металлосвязки позволяет увеличить износостойкость армируемых деталей (венцов, зубков и т.п.) породоразрушающего инструмента примерно в 1,5 раза.Пример. Буровое шарошечное долото Ш 295, ЗСЗГ. оснащенное зубками Я 12 мм, изготовленными пс предлагаемому способу. Бес заготовки отливки зубков 1,5 кг. Количество вводимого твердого сплава 0,250 кг, чарка твердого сплава - литой карбид вольфрама (релит); зернисгость твердого сплава (0,9 - 0,63) мм, Заливаемая сталь 20 ХНЗА, Частота вращения литейной формы - 600 об/мин, максимальный размер литейной формы 250 мм, температура заливки стали -620 С, температура нагрева формы 250 С, температура твердого сплава при введении 800 в 9 С.Температура нагрева твердого сплава 750 в 1000 С является оптимальной, посколь ку, увеличение температуры свыше000 С приводит к испарению практически всех легирующих элементов (Х 1, Сг, Мо. ХЬ, Ъо) с поверхности твердого сплава, к окислению твердого сплава и его растворению. Снижение температуры ниже 750 С приводит к тепловому удару, способствующему трещинообразованию в гранулах твердого сплава и естественно к снижению прочности армированной зоны.Проведенные промышленные испытания опытной партии буровых долот показали увеличение стойкости зубков, изготовленных по предлагаемому способу, что позволило получить экономический эффект в среднем 170 руб. на каждое опытное долото, и увеличение проходки и механической скорости бурения на 126 и 132 Я соответственно. Формула изобретени.чСпособ получения армированных отливок включающий заливкч во вращаемую с частотой 400 - 1000 мин" и нагретую свыше 200 С литейную форму жидкого металла и последующее охлаждение, отличаюиийсл1435385 Составитель А.МинаевРедактор Е. Папи Техред И. Верес Корректор Г. РешетникЗа каз 5591/12 Тираж 74 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4,5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью повышения прочностных свойств армируемых Участков отливки, в ли. тейную форму однЬвременно с жидким металлом вводят нагретые до 750 - 1000 С гранулы из твердого сплава, покрытые защитно-легирующими материалами.