Способ изготовления износостойких отливок

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 749561 Союз СоветскииСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл э В 22 Р 19/02 Гоеударствеииый комитет Опубликовано 23.07.80. Бюллетень27(53) УДК 621.74, .046 (088.8) по делам иэооретеиий и открытийДата опубликования описания 29.07.80 В. А. Быстров, А. В, Быстров, В. И. Веревкин, Г. Т. Дзодзиев,В. С. Кожухарь, С, А. Алексеев, А. Н. Ракитин и Г. А. Никулинский(72) Авторы кзобретенкя Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЛКИХ ОТЛИВОК1Изобретение относится к литейному производству, в частности к армированному литью для упрочнения рабочих поверхностей деталей, работающих в условиях абразивного износа при нормальных и повышенных температурах.Известны способы упрочнения рабочих поверхностей деталей, при которых порошок твердого сплава фиксируют на поверхности пластичной пленки с помощью связывающего материала и пленку вставляют в литейную форму будущей детали. Затем форму заливают расплавленным металлом 1.Недостаток указанного способа заключается в том, что нельзя нанести износостойкий слой достаточной толщины, так как его нужно нагреть до температуры плавления за счет передачи тепла от литейного сплава и за счет этого значительно повысить износостойкость изделий. Кроме того, пленка недостаточно надежно фиксирует порошок твердого сплава на поверхности детали.Известны способы изготовления литых деталей с износостойкой поверхностью, заключающиеся в том, что поверхность деталей, работающая на истирание, облицовывается твердосплавными пластинами, которые в определенном порядке устанавливают в литейную форму на рабочей поверхности будущей детали. Затем их неподвижно закрепляют с помощью планок с отверстиями 2, 3 и 4.Отверстия между планками служат дляпротекания жидкого металла. Жидкий металл при отливке откружает твердосплавные частицы, смачивает их и надежно схватывается с ними при кристаллизации, образуя износостойкую поверхность,Недостатки таких способов - крепежные планки препятствуют свободному доступу жидкого металла к твердосплавным частицам и, вследствие этого, возможно несплавление основного металла с твердосплавными частицами.Износостойкость детали можно повысить, если увеличить площадь твердосплавных частиц. Однако при этом одновременно следует увеличить площадь крепежных пла- Ю нок и, вследствие этого, ухудшится доступлитейного сплава к твердосплавным частицам.Жидкий металл сначала взаимодействует с крепежными планками, планки нагре74956 3ваются. При перегреве возможна их деформация и нарушение надежной фиксации твердосплавных частиц.Цель изобретения - усовершенствование технологического процесса изготовления деталей с износостойкой поверхностью и увеличения их износостойкости.Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления .износостойких отливок, твердосплавные пластины перед установкой в литейную форму нанизывают на металлические стержни.Заливку литейной формы осуществляют расплавленным металлом, полученным при электрошлаковой наплавке. Плошадь, занятая твердосплавными пластинами, составляет 10 - 80/, от общей площади рабочей поверхности изделия. При отливке изделия жидкий металл имеет свободный доступ к твердосплавным частицам и хорошо их нагревает, смачивает и при кристаллизации надежно с ними сплавляется.На фиг. 1 показана схема изготовления литой детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами; на фиг. 2 - схема изготовления детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами методом электрошлаковой наплавки. 1 О 15 го 21 Схема включает литейную форму (кристаллизатор) 1, твердосплавные пластины 2с отверстиями, металлический стержень 3,расплав 4, проволочный электрод 5, мундштук 6, шлаковую ванну 7, наплавленный 3 ометалл 8, упрочняемую деталь 9. Литейнаяформа представляет собой медный кристаллизатор, охлаждаемый проточной водой 10,на дно формы устанавливается графитовыйподдон 11. Электрод находится на расстоя 3нии 15 - 30 мм от поверхности твердосплавных пластин. За счет тепла, выделяющегосяв шлаковой.занне, мектрод плавится и образуется ванна расплавленного металла, который смачивает твердосплавные частицы,нагревает их и надежно с ними сплавляется 4 фпосле кристаллизации. Крепежные стержнизащищены от воздействия расплавленногошлака и металла твердосплавными частицами,Изготовлены опытные литые образцы,рабочая поверхность которых армирована43пластинами из спеченного твердого сплава.Заводы твердых сплавов изготавливают твердосплавные пластины с отверстиями для механического крепления на оправках режущего инструмента. Значительная часть этойпродукции непригодна для оснастки режущего инструмента. Эта часть бракуется искапливается в виде отходов, Используютсяотходы производства твердосплавных пластин размерами 20 Х 20 Х 6 мм с отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизываютЯна стержень из проволоки диаметром 5 мм,а затем закрепляют в литейной формес таким расчетом, чтобы они занимали 60 О/о 14рабочей поверхности будущей детали. Литейную форму заливают жидкой сталью марки 25 Л, нагретой до 1600 С,После кристаллизации из детали вырезают темплеты для исследования макро- имикроструктуры наплавленного металла. Врезультате исследования установлено, чтосплавление твердых частиц с основным металлом надежное.Стальные стержни сохраняют от непосредственного воздействия расплавленногометалла и, вследствие этого, не деформируют.Кроме того, изготовлен комплект звездочекдробилок агломерата, рабочая поверхностькоторых армирована пластинами из спеченного твердого сплава. Используют отходыпроизводства твердосплавных пластин, предназначенных для оснастки режущего инструмента.Пластины имеют размеры 20 Х 20 Х 6 ммс отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизывают на проволочные стержни диаметром 5 мм, а затем закрепляют на внутренней полости кристаллизатора,Электрошлаковая наплавка лопастей дробилок агломерата производится по схеме,указанной на фиг. 2. Сварочные электродыпри наплавке находятся на расстоянии 30 ммот поверхностей твердосплавных пластин.В процессе наплавки твердосплавныепластины контактируют с жидким шлаком,а затем с расплавленным металлом смачиваются последним и после кристаллизациинадежно с ним соединяются. Комплект наплавленных звездочек, армированных твердосплавными пластинами, передан на аглофабрику для производственных испытаний.Предлагаемый способ позволяет улучшить качество изделий за счет обеспечения свободного доступа расплавленного металла к твердосплавным частицам. Повышается износостойкость деталей в 1,5 - 2раза за счет увеличения процентного отношения плошади армированного твердосплавными частицами по отношению к общей площади рабочей поверхности детали.При использовании крепежных пластин сувеличением количества твердосплавныхчастиц необходимо увеличивать количество или размеры крепежных пластин, чтозакрывает доступ жидкого металла к твердосплавным пластинам.Возможно армирование твердосплавными пластинами не только поверхности, но и внутреннего объема упрочняемой детали.Упрощается технология крепления твердо- сплавных пластин. Обеспечивается надежность закрепления твердосплавных частиц, так как стержни не контактируют с расплавленным металлом, не прогреваются и сохраняют свою форму.Изобретение может быть использовано для упрочнения деталей металлургического, горного и размольного оборудования, работающих в условиях абразивного износа.Фца 2Составитель А.МинаевТехред К.Шуфрич Корректор Н. СтенТираж 889 ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патент г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Редактор А.Мотыл Заказ 4404/4 ЦНИИП по 113035, М илиал ПППСпособ изготовления износостойких отливок, включающий установку твердосплавных пластин в литейную форму, их закрепление в ней и заливку расплава, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости и повышения качества отливок, твердосплавные пластины перед установкой в литейную форму нанизывают на, металлический стержень. ь Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Мо 51 - 25211,кл. В 22 Р 19/00, 1976.2. Патент ФРГ Ма 2335588,кл. В 22 Р 19/02, 1976.3. Патент ФРГ Мо 2352789,кл. В 22 Р 19/02, 1977.4. Патент ФРГ Ма 2365747,кл. В 22 Р 19/02, 1977.