Способ изготовления отливок литьем под давлением

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 111 473339 Союз Советских Социалистических Республик(33) СШАОпубликовано 05.06 309753 Государственнын комитет Совета Министров СССР по делам изобретений(088.8) и открыт Дата опубликования описания 11,09(72) Автор изобретеци Иностранец фред фердинанд Ба США) Иностранная фирма(71) Заявител ПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОКЛИТЪЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к литейному, производству, в частности к технологии литья под давлением.Известно, что цилиндры или корпуса для поршней двигателей внутреннего сгорания изготовляют литьем под давлением, причем, например, на алюминиевый цилиндр или корпус наносят износостойкий слой металла с температурой плавления, значительно большей температуры плавления алюминия и очень, высоким сопротивлением износу. Для износостойкого слоя применяют нержавеющую сталь или другие сплавы железа, толщина покрытия - от 0,4 до 0,6 мм. Однако возмокно наносить и более толстые покрытия.Согласно известному способу наносят жидкий металл посредством распылителя или другим путем на стержень, причем металл имеет более высокую температуру плавления, чем цилиндр или корпус, который изготовляют литьем под давлением,Стержень с покрытием вставляют потом в машину для литья под давлением и вокруг него под высоким давлением заливаюталюмиций или другой металл с более низкой температурой плавления. При выгрузке готовой отливки из машины стержень отделяется от изготовленного корпуса благодаря разному расширению, вследствие чего получают корпус с покрытием без сужения, с очень точными размерами и высокой чистотой поверности, который следует только дополнительно хоцццговать с его внутренней стороны для по,тучсцця гладкой, цзцосостойкой поверности точ цыразмеров, необходимой для двигателейвнутреннего сгорания. Покрытие из сплавов жслеза хотя во многих случаяприменения достаточно, цо в современныцилиндрах и корпусана сплав железа наносят слой твер дого сплава, например хрома, методом плакировация.1(роме того, известно нанесение слоя карбида вольфрама цспосрсдствеццо ца внутрецшою, подверженную износу поверхность цц лицдра цли корпуса двигателя после того, какцилиндр или корпус был отлит и соответственно обработан, хотя достигнуть орошего сцепления такого слоя карбида вольфрама с обраоотаццой алюминиевой отливкой крайне труд цо.Известковый метод цсэкономцчец.Цель изобретения - повышение прочностисцепления слоя твердого сплава с отливкой и уменьшение толщины слоя твердого сплава.5 Это достигается тем, что наносят тонкийслой цз такого твердого материала, как, например, карбид вольфрама или карбид титана на стержень, затем на первый слой твердого материала наносят второй, более тол стый поддерживающий слой металла, цапрц 47333955 60 65 мер лалипричем второй слой сцепляется с первым слоем олагодаря шероховатости поверхности, после чего стержень вводят ы машину для лигья под давлением и цилиндр или корпус отлнва 1 от под давлением вокруг стержня, а затем после затвердевания материала стержень отделяется от покрытия из 11 ысрдого сплава.11 окрытие прилипает к материалу отливки благодаря сцеплению литейного материала с шсроховатои наружной поверхностью поддерживающего слоя. Сцепление поддерживающего слоя с ма;сриалом отливки достаточно 11 РОЧНО.112 фиг. 1 схематично изображен стержень, приыеняемыи при изготовлении корпуса для ротационного дыигателя внутреннего сгорания; на сриг. 2 - нанесение второго слоя, поддержиыа 1 ощего первый слой; па фиг. 3 - схематично показано расположение стержня ы 1 рормс машины для литья под давлением, причем стсржснь снабжен двумя указанными покрытиями; на фиг. 4 - готовая отливка, из которой извлечен стержень, причем покрытия Остались на отливке;:на фиг. 5- - разрез по , - .1 на фиг. 4.Стержень 1, не имеющий сужения, чтобы свести до ъ 1 инимума необходимую окончательпу 1 о ооработку литого корпусы, закреплен например, на токарном станке, а вблизи стержн 51 расположен р 2 спылитель 2 для н 2 песения на вращающийся стержснь 1 слоя 3 твердого материала, например, карбида вольфрама, арбида кремния, карбида бора, карбида титана, карбида хрома или боридов, ооычно ымссге с таким связующим металлом, как кобалы, никель пли т. п. Кроме того, слой 3 может состоять из керамического материала, например, двуокиси циркония, окиси алюминия, которые можно наносить без связующего металла, или из сплава или чистого металла, например хрома или молибдена.Для разных карбидов, боридов или других материалов употребляется общее название твердый сплав, причем этот термин охватывает карбиды и бориды как таковые, а также их распределенныс в зернистом виде в связующем металле, например в никеле, формы. Слой 3 можно получитьнапример, нанесением па стержень распылителем 2 смеси из карбида вольфрама и алюминита никеля, Толщина слоя твердого сплава составляет, приблизительно, от 0,075 до 0,5 мм, или от 0,12 до 0,38 мм. Можно сделать и более толстые покрытия, однако из соображений экономичности применяют как ъ 1 ожно более тонкое, требующее наиъ 1 еньшей ъ 1 ашинной обработки, Слои твердого сплава прилипает довольно хорошо к стержню 1, но не соединяется с ним.11 ри желании перед нанесением путем распыления слоя твердого сплава на стержень 1 может быть нанесен раствор или дисперсия разделяющего средстванапример, извести или бикарбоната натрия. Но предпочтительно на стержень сначала наносят тонкий раздс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 лителъныи слОЙ Оолее м 51 ГКОГО ъ 12 териала, например, железа или цвети 1 ого металла нлп сплава, этот разделительный слой может состоять, например, из жслеза, алюминия, цинка, олова пли сплава из них и может быгь нанесен распылителем с газовым или электричсским обогревом. 11 одооный разделительныи лой имеет меньшую склонность сцепляться со стержнем, чем слой твердого сплава. 1 олщина этого разделительного слоя может составлять от 0,25 до 0,075 мм, но ооеспечивает хорошее отделение от стержня.На стержень, покрытый слоем 3 твердого сплава, вторым распылителем 4 наносят более толстый слой 5 другого материала, например стали из хромово-железного сплава.1 лой о имеет предпочтительно толщину порядка 0 25 - 1 65 мм или 0 38 - 1 5 мм. 112- ружная сторона нанесенного распылителем слоя 3 твердого сплава грубая и пористая и слой 5 стали, наносимый на слой 3 распылителем 4, сцепляется со слоем 3 твердого оплаыа, проникая в трещины и углубления ы наружной поверхности последнего. Грубую и пористую поверхность имеет и сам слой 5. Распылитель может обычным образом обогреваться газом или электрическим током.Стержень 1, на который распылением нанесено два слоя 3 и 5, вставляют потом в форму б машины для литья под давлением 1 фиг. 3). Форма б имеет полость, окружающую стержень 1. Затем металл для иготоыляемого корпуса заливают ы полость формы б при нормальных рабочих давлениях, которые могут составлять, например, от 140 до 1100 кгСм-. В результате, высокого даыления заливки металл для отливки входит в трещины и углубления грубой, пористой наружной поверхности слоя Ь. 11 осле затвердевания отливку извлекают вместе со стержнем 1 из формы б. Сцепление заливаемого металла 1 предпочтительно алюминия) со слоем 5 прочнее сцепления слоя 3 твердого сплава со стержнем 1, Таким образом, слои 3 и 5, когда стержень 1 извлекается из отливки, например благодаря разному расширению, остаются сцепленными с отливкой и отделяются от стержня, но если пытаются отделить стержень срезающими усилиями, то это может привести к повреждению слоя. На фиг. 5 показан относительно тонкий внутренний слой 3 твердого сплава и более толстый в сравнении с ним поддерживающий слой 5 сплава железасоединенный со слоем твердого сплава по граничной поверхности 7, причем два слоя входят один в другой, Алюминий, т. е. металл отливки в зоне 8, входит в поддерживающий слой 5, Соединение между собой отдельных слоев в зонах 7 и 8 является следствием сцепления материала одного слоя с материалом другого слоя или других слоев благодаря тому, что поверхности грубы, шероховаты и пористы. Однако, повидимому, нет химической связи., г Рс/с, 1 бог 3 Составитель А. Мина Редактор И. Квачадзе Камышникова ррек юрин Заказ 2176/79 Подпи раж Типография, пр. Сапуно В случае применения разделительного слоя из сплава железа отливку обрабатывают механически, шлифуют для обнажения слоя 3 твердого сплава, предназначенного для будущей рабочей поверхности 1 корпуса. Предмет изобретения 1. Способ изготовления отливок литьем под давлением, включающий нанесение на стержень покрытия из твердого сплава, установку стержня с покрытием в форму, заливку формы под давлением металлом, который имеет более низкую температуру плавления, чем покрытие стержня, и извлечение стержня после кристаллизации залитого металла из отливки с отделением от слоя твердого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления слоя твердого сплава с отливкой и уменьшения толщины 5 слоя твердого сплава, на твердый сплав сгрубой, пористой наружной поверхностью дополнительно наносят покрытие из металла, сцепляющееся со слоем твердого сплава.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, 10 что перед нанесением на стержень слоя твердого сплава, на него наносят разделительный слой.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что в качестве разделительного слоя на ,носят слой металла с точкой плавления ниже точки плавления твердого сплава.