Способ получения биметаллических отливок

(9 51)1 В 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТОРС КО ИДЕТЕЛЬС(46) 15.11,92, Бюл, М 42 (71) Донецкий политехн (72) А.А,Бараков, В.И.А ко, В,В.Антонов и В.Г.Л (56) Авторское свидетел ЬЬ 1131594, кл. В 22 О 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ ЧЕСКИХ ОТЛИВОК(57) Использование; при производстве армированных и биметаллических заготовок и слитков, в частности для изготовления инструмента. Сущность изобретения: способ включает размещение на поверхности твердой основы перед установкой ее в литейную форму промежуточного покрытия в виде фольги из низкоуглеродистой стали толщиной 0,1 - 0,7 мм насыщенной, по меньшей мере, двумя элементами из ряда В, И, Ч, Ег, ЙЬ, заливку сплава на основе железа с последующим охлаждением,ческии инст имов, А.Г.Любчбченкоство СССР/00, 1983,Я БИМЕТАЛЛИ туру плавления в ней, Необходимо иметьспециальное приспособление для переносастержней в ванну, Все это требует большихпроизводственных площадей, громоздкогоплавильного оборудования, а также высо-,ких энергетических затрат, Кроме того, приполучении защитного покрытия невозмож- ъно контролировать толщину этого покрытия,что в свою очередь снижает технолсгиче- сские возможности,(Л В качестве получения би сплавов на ос предваритель ность твердой ги перед раз форме, установ ку в форму сп лаждение, в прочности саед наложением ф дой основы нан ют под дав ГОС УДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве армированных слитков иэ инструментальной стали.В качестве аналога выбран способ подготовки армирующих вставок, преимущественно охлаждающих трубок для армирования холодильных или металлургических агрегатов, включающий нанесение на поверхность армирующей вставки слоя защитного покрытия, в котором для улучшения качества соединения армирующей вставки с заливаемым металлом, в качестве защитного покрытия используют чизкоуглеродистую сталь с повышенным содержанием кремния или хрома, К основным недостаткам приведенного способа следует отнести высокие трудозатраты на подготовку армирующих стержней, Так как защитное покрытие иэ низкоуглеродистой стали наносят на армирующие стержни путем намораживания, то для его осуществления необходимо иметь ванну с жидкой ниэкоуглеродистой сталью, постоянно поддерживать темперапрототипа выбран способ металлических отливок иэ нове железа, включающий ное наложение на поверх- основы металлической фольмещением ее в литейной ку в литейную форму, залив- лава на основе железа и охкотором для повышения инения краев отливки, перед ольги на поверхность тееросят флюс и подпрессовывалением 5-30 УПа приТ 8 М Г ( ) а Т 1/ ) Е г а ;) (/ -(3 ( )1 . :/ Е) Я Г/ р ЫЛ а В ц Е г( И я / )10 С цО и 3 Т О 1;ЕЛЕСО(ораз 10 1(:.10/":ЬО 3:Ь В 1;г)ЧЕ т.Е м е 1 ал и ( ее" 0 и .:О 1 ьи я л 0 м и н и е Б ь и л 1:" 3 т ГО/11;г(/З 1 1.1 1 ММ, Я Б ,аЕСГве 11)л 0" аГ ) л 0е и и /(, ,е д ",:;1 яа/3 // 1, я (1 О 0 ", и 0 с Оя СЛЕ/Р ЗТ От 1/.,С "13 СЛВД/0111 ИР; ЕВСОКЗ Г)/130 - 3 я т и я т ьи а и О 3,О т 0 в к(/Б е Г) д 0О с н 0 Б ь1 я 1 ;и . 31 у О 111 Х (НОЖ 83;10 0(".У/" ЛОВ Л -1(0обходк Сгь;:о нанесеНл флоса наоГРрХ 10.Т Твеодой ОГ:ОБЫ Я В(а 5 ГГЕО 3- .И 53 13 ОС,- ОВНОМ БЫО/1 Я ет СЬ Л 3).г(1. О 1;ЦРХ/ ГРгЯРтг г Явт 01(Г Г,(ЗЯЦ(11,:, /РОГ, гГ/) Л, Я Б,11)/15(8; -О,1 г СОВЫ-ЯНИ 5,(Е, .3ч Р сР (: 1) О/ ь и 1 о и те 1; г 8 р Я.Г(/р ег .е 1Р Р Я ") Р -л к с а3 8 1)х О /1г(/ 01 ( Ц 13 Я /с е О б Г 11/ д( 13 а- ИЯ Ч 10 Т,),Л, 5,/цгГ;ОЖ;,Е. Г 00 ЦВСС И БЕДЕ К ОЦЬ(ВРНИО ТО/ДОЗЯТа , ( СВЕСТБЕ Ы 3 едостаткям следует с нести также низкие техалои еские возмо (нссги бимета;лиЧ Е С К 0 й О Т/ И 13 К И, П 0 Л )/Ч Р НО и И 3 3 " С Т Н /1 1/1 С 1: 0 - бс,/,/як 1310/3/.Р 3 ье О/И 3,(1,3 ;Око ,:;Рфоомируотся Особен 0 ри Высоких сте Х ДЕ/)ормд ЦИИ 1, 3 ГО СБЯЗВО С Гр ИСутСТ Г и 3 М,/3 Р Г г, З Г Л а Б К 0 Г 0;3 1. т Е К; (,1 Ч П ;, ( 0 Г 0 " Л О Л ;ЕЖДУ МЯТО ЦЕЙЗЯЛИБ(С 1 У И СП Ла Ви ГБЕР- дои (:сновои /с 0013) 3 ,О,:-Одоста Гок Г ПОЯБ//,Етсг( ЕСЛИ Б (а(ЕСт а ХОтав/З(ЛЕСКО(3, аО 1,1;х элементов из .руппы Б 11, 3/, Ъ, 13)уЕ 3(/и.Л И г)ЯСЬ 1 ЕНИР ОуДЕТ ПРОХОДИТЬ:3 ри 3 Вмпературах БОО 1200"С, го после на 3.,:.83,53;:ета/,ц,(ческа 5 фольга г) р; бретг",ьс(3(1/,: 3/ЯстичРскис свс 1 ства, (тс-Ос.1 а об/з(чяег аложение ее на поверхГ)ть ОГ 81)кнл, ИспользоГ)ани 8 фольГи тол 10 щиой менее О 1 мм 18 нозмо)кно из-за/О 1 3У(И Е ТЕК(31 С И Ета// 1 Ч 8 С КОЙ фОЛ ЬГОЙ Я;1:,Б;ХОс-, б/с рорежуЩР(3 стаи,роИ( Хрц; - -Я гЯБЛ 1;,С (1/СГЬги и Образо.18 Вэия а дял,нейпем и диффузионногг) СО/ИЕНВ Зто. ПРрвхо Нный СЛОЙ б)/ДЕТВгис-, и(,Г 81.",ен, ь й хи(5(ггескиЙ соста Б БклзР,Е;(тЫ бЫСгрорв,(у: Ей СтаЛИ И/Бь Об Язо гаввиеся карбидь злементов- )упгь Б Р,. /, ./Г, Мб, Аз-за БьсокОЙ жиДОтв/У:,ОСТИ ПЕОЕХОДНОГО СЛОЯ ГРОИСХОДИтзыЫнание окислов и подплавленис повер;/, тИ, ГР)Ж,Л, То В КОНН(НО 11 11 ТОГ 8 ПрИО 1,Т :. 0(Оса ЗОВЯ НИ 30 М. ЛЛИЧЕСК 011 СВЯЗИК цхг МаСИНЕИ 3 гТВГХ(3(8 ГИСоставитель А,БараковТехред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник Редактор Заказ 4010 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская на 5., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 дефектов между ними что расширяет технологические возможности способа,П р и м е р, В условиях сталеплавильной лаборатории ДПИ изготовлена опытно-промышленная партия отливок диаметром 65 мм, длиной 320 мм из стали Р 18, армированных сталью 10, Степень армирования составляла бо , Для получения биметаллической заготовки по заявляемому способу использовали металлическую фольгу из стали 08 кп толщиной 0,05; 0,1; 0,35; 0,7 и 1,0 мм, Насыщение фбльги элементами ряда В, й, Ч, Лг, МЬ, проводили следующим образом: азотирование в электропечи в атмосфере аммиака при температуре б 50-750 С в течение 8-10 ч. Борирование - в среде диборана (ВбН 6) при температуре 850-900 С, Насыщение фольги остальными элементами группы (Ч, Ег, КЬ) проводили в порошках этих элементов с добавлением инертных добавок(наполнителя) А 20 з и небольшими добавками (3 - 8 ) хлористого аммония, при температуре 1000 - 1200 С в течение 8 - 10 ч. В табл приведены данные по распределению элементов в зависимости от толщины фольги, Армирующие стержни диаметром 5 мм из Ст 10 очищали от окалины и обезжиривали, после чего на их поверхность накладывали фольгу насквозь насыщенную, по крайней мере двумя элементами группы В, И, Ч, Уг, МЬ, причем после подготовки армирующие стержни закреплялись в литейной форме и заливались жидкой быстрорежущей сталью Р 18. После охлаждения слитки извлекали из формы, разрезали в поперечном направлении и изучали макро- и микроструктуру. Изучение переходного слоя показало, что он содержит карбиды элементов вольфрама, хрома, титана и сложные карбиды, содержащие элементы группы В, И, К 2 г, ИЬ (в зависимости от того, чем была насыщена фольга), (В случае использования пакета из слоев фольги наблюдали более высокую концентрацию элементов азота и бора), В дальнейшем слитки подвергали горячей деформации на 85-95%, при этом трещин и расслоений обнаружено не было, Все это подтверждает, что заявляемый способ 5 имеет высокие технологические возможности.Была изготовлена отливка по способупрототипа. Армирующие стержни из ст 10 диаметром 5 мм покрывали галогенидэми 10 кальция, крсмния и алюминия (в качествефлюса), обматывали алюминиевой фольгой толщиной 0,1 мм. Нагревали стержни до температуры 350 - 400 С и подпрессовы вали под давлением 10 МПа. Полученные вставки 15 размещали в изложнице и заливали жидкойсталью Р 18. После кристаллизации и выбивки слиток разрезали и изучали макро- и микро,труктуру в поперечном сечении.Деформирование отливки, изготовлен ной по способу прототипа показало, что ужепри степени 50 - 70 появляются отслоения вставок от матрицы в местах присутствия в переходном слое отливки алюминия, Это говорит о том, что данный способ обладает 25 низкими технологическими возможностями,Формула изобретения Способ получения биметаллических от ливок из сплавов на основе железа, преимущественно заготовки для инструмента, включающий очистку поверхности твердой основы от загрязнений и окислов, размещение на поверхности твердой основы перед 35 установкой ее в литейную форму промежуточного покрытия в виде фольги толщиной не более 0,7 мм, заливку сплава на основе железа с последующим охлаждением, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения 40 трудозатрат и расширения технологическихвозможностей, фольгу используют из низко- углеродистой стали толщиной не менее 0,1 мм, насыщенной по меньшей мере, двумя элементами из ряда В, М, Ч, Ег, МЬ.