Способ поверхностного легирования отливок

Оп ИСАИИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 662261 Союз Советских Социалистицесних Веспубликк Автовскомю свидетельств ое к авт. сеид.ву.77, (21) 2454615/22. полннтель явлено 02,0(23) Приорнтет -ударатаанхМ хаетат СССР аа делам аэабрвтеай я аткрмте., н В, Г. Иошпа проблем литья АН Украинской ССР тельский й проектный институт по, сточных вод н использованию вто тий черной металлургии "ВНИПИЧЕов, В, П, Луган 72 Б, А, Кир зоб Всесоюэйый научно.чистке технологнчесичных энергоресурсовРМЕТЭНЕРГООЧИСТКА Инстнту йсследо. кнх газо пред прия 71) Заяв 4) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ОТЛИВОК 29 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к литейному производству,а именно к изготовлеттию холодильных плитдоменных печей,Известен способ изготовления отливок;"птт" .-которому с целью повышения износостойкости поверхностного слоя отливок в полостьлитейной формы со стороны рабочей поверхности отливок помещают различные"тверййВ"добавки, например, гранулированного алюминия и куски износостойкого чугуна, Однакоэтот способ недостаточно эффективен в условиях абразивного изнашивания, которое име-.ет место при эксплуатации холодильных плит(1.Известен способ . изготовления отливок,по которому с целью повышения износостой- .кости поверхностного слоя отливок на рабочую поверхность формы наносят слой обмазкн .толщиной 2-8 мм, содержащий легирующиедобавки, Этот слой расплавляется при заливкеметалла н образует легированный поверхностньтй износостойкий слой 21.Однако указанный слой имеет недостаточно прочную связь с металлом отливки, поэто"му при эксплуатации отливок происходит частич-,ное растрескивание, отслаивание и разрушениеизносостойкого слоя, что уменьшает срок служ.бы отливок, Величина износостойкого слоя,получаемогтт этим"сттособом, не йревышает3 мм, так как большой слой не может пропла.виться при затвердюании отливок, Условия жеэкст 1 луатацни ряда отливок, в частности холо.дильных плит,требутот увеличения износостойкого слоя до 8.10 мм.Известнотакже введение выгораемого ве.щества н порошкообразного легирующего материала в состав смеси для изготовления легирующих вставок, используемых при полученииотливок с легированным.поверхностным слоем 3), Однако известным способом получитьиэносостойкий слой величиной 10 мм и болееневозможно,Целью изобретения является повышениеизносостойкостн рабочей поверхности отливок,увеличение толщины износостойкого слоя и срока службы отливок, преимущественно холодиль.ных плит"доменных йечей.66226 3 Таблица орав. 0 11-129. 10 Цель достигается тем. что в слое обмазкивыполняют отверстия диаметром, равным 0,2 -1,0 толщины этого слоя,При заливке чугуна в полость формы проис.ходит выжигание наполнителя и образованиев слое обмазки полостей, которые сообщаютея с полостью формы. Заливаемый чугун заполняет отверстия и полости в слое пасты, образованные выжиганием наполнителя. В результате происходит качественное проплавление слоя обмазки толщиной 810 мм и образование изно.состойкого слоя, механически и химически сцепленного с металлом отливки,Количество выжигаемого наполнителя принято в пределах 5-15% по объему, При исполь-зовании менее 5% наполнителя эффект ловы.шения износостойкости поверхности отливокнезначителен вследствие малой контактной поверхности взаимодействия заливаемого чугунаи слоя обмазки, что, в свою очередь, ослабля.ет силы связи заливаемого чутуна и образующегося износостойкого слоя. При использова.нии свыше 15% выжигаемого наполнителя из.носжтойкость новерхностнсю.о слоя такженезначительно повышается, что связано со значительной заменой объема легированного слояобмазки заливаемым чутуном,Применение выжигаемого наполнителя впределах 5-15%, как показывают проведенныеисследования, в 1,6-2,0 раза повышает износостойкость поверхности отливок,Отверстия, выполняемые в нанесенном слоеобмаэки, служат, в первую очередь, для увеличения толщины износостойкого слоя, так какпозволяют увеличить толщину проплавляемойво время заливки и затвердевания чугуна обмазки до 8-10 мм, В то же время отверстиясообщаются с полостями, образованными выжигаемым наполнителем, что увеличивает какглубину проплавления обмазки, так и прочностьсвязи изиосостойкого слоя с заливаемым чугуном,Диаметр выполняемых отверстий определяется толщиной наносимого слоя обмазки, При 1. Нанесение обмазки слоем 3.10 м по известной технологиим Обмазка смешана с 10% пенополистирола и в ней выполнены отверстия диаметром 7-8 мм;слой обмазки 6.12 ммТо же, но пенополистирола берут 5% 4выполнении отверстий диаметром менее 0,2 толщины слоя обмазки заливаемый чугун не полностью заполняет выполненные отверстия и уменьшает глубину проплавляемого слоя, а следовательно, величину образующегося изно. состойкого слоя, что подтверждается проведенными исследов аниями; Отверстия диаметром более 1,0 толщины 111 наносимого слоя существенно снижают износостойкость поверхностного слоя отливки, таккак значительно уменьшают полезную площадьлегированного износостойкого слоя и приво.дят к образованию крупных участков исходно- З го чугуна, обладающего меньшей износостойкостью,При выполнении отверстий диаметром 0,21,0 толщины наносимого слоя износостойкостьповышается в 1,8-2,0 раза и толщина износостойэп кого слоя увеличивается до 8-10 мм, что оп.ределяется экспериментально.В условиях литейного цеха Опытного производства ИПЛ АН УССР проводят исследованиепредлагаемого способа изготовления отливок.Отливают чугунные заготовки размерами 250 юФ 300600 мм из чугуна СЧ 18 36 с установленнймн в центральную часть трубами 60%6 мм, Напросушенную поверхность формы наносят обмазку, приготовленную из порошка низкоуглеродистого феррохрома и жидкого стекла, добавляемого до получения кашеобразного состояния. Дбмазку предварительно смешиваютс 2-20% пенополистирола по объем. Слой обмаэки варьируют от 3 до 12 мм, После нанеЗч сения обмазки в ней равномерно выполняютотверстия диаметром от 0,1 до 1,2 толщинынаносимого слоя обмазки, Заливку чугуна осуществляют при 1300 С. Из отливок вырезаютобразцы и производят определение величины 40 образовавшегося иэносостойкого слоя и отно 1сительной износостойкости рабочей поверхности отливок по сравнению со сталью ст. 3 в условиях абразивного изнашивания, Результатыисследований приведены в таблице.Подлисомитета ССТРкрытийаб., д, 4/5 Заказ 25 б 9/13 944 Тира ИНИИПИ Гос по делам из 13035, Москва,Ждарственного обретений и о 35, Раушская Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектна Приведенные данные свидетельствуют о том, что смешивание обмазки с 5-15% выжигаемого наполнителя и выполнение отверстий диаметром 0,2-1,0 толщины наносимого на рабочую поверхность слоя обмазки повышает износостойкость рабочей поверхности в 1,8.2 раза. увеличивает толщину износостойкого слоя до 8-10 мм и темсамым срок службы отливок типа холодильных плит доменных печей в 2-2,5 раза, что позволяет получить зкономнчес. кий эффект в размере 70-80 тыс, р, в год на одной доменной печи полезным объемом окоФормула изобретения Способ поверхностного легирования отливок, преимущественно холодильных плит метал 15лургическнх печей, включающий нанесение нарабочую поверхность литейной формы слояобмазкн из смеси легирующего материала и выжигаемого найолннтеля перед заливкой расплавленного металла, о т л и ч а ю ш н й с я тем,/что, с целью увеличения износостойкости рабочей поверхности отливок н повышения срокаих службы, в слое обмаэки выполняют отверстия диаметром, равным 0,2.1,0 толщины этогослоя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ме 501831,кл, В 22 О 19/02, 30.05.74, 1976.2, Журнал "Литейное производство", 1957,Ке 5, с, 29-30.3, Журнал "Литейное производство", 1969,Ха 8, с, 33-34.