Способ получения биметаллических отливок из сплавов на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХООИЬЛам ескикРЕСПУБЛИК 09 (И) Зди В 22 В 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени, политехническийинститут(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВОВНА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, включающий предварительное лалокение на поверхностьтвердой основы металлической фольги перед размещением ее в литейнойформе, установку в литейную форму,заливку в форму сплава на основеиелеза и охлакдение отливоко тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности соединенияслоев отливки, перед налоаениемметаллической фольги на поверхностьтвердой основы наносят флюс, а после наложения металлической фольгиее нодпрессовывают под давлением5-30 ИПа при температуре на 50100 С выше температуры плавленияофлюса.2. Способ по.п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве 3металлической фольги используюталюминиевый лист толщиной 0,3-1,0 мма в качестве флюса смесь галогенидов,ФИзобретение относится к машиностроению, в частности, к изготовле нию биметаллических деталей литьем.Известен способ получения биметаллических отливок, включающий установку подогретой твердой основыв литейную форму и заливку жидкогометалла,на твердую основу 11 .Однако этот способ не всегда поз"воляет получить качественную свариваемость на границе металла основы и заливаемого сплава,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ 5получения биметаллических отливокиз сплавов на основе железа, включающий предварительное наложениена поверхность твердой основы металлической фольги, подогрев твердой основы перед размещением ее влитейной форме, установку в литейную форму, заливку в форму сплавана основе железа и охлаждение отливок. При заливке таких вставок фольга плавится, образуя твердый раствор с железом и переходной, диффузионный слой между заливаемым металлом и металлом вставки 2 .Недостатком способа является невысокая прочность соединения слоевотливки вследствие неравномерногоприлегания металлической формы кповерхности твердой основы, сохранения пор между фольгой и повеРхностью твердой основы. Кроме того,наложение металлической фольги и ееудержание возможно только на горизонтальных поверхностях твердой основы. На наклонных и, тем более,вертикальных плоскостях фольга удерживаться не будет, что не обеспечиткачественного соединения слоев отливки по данным поверхностям.Цель изобретения - увеличениепрочности соединения слоев отливки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения биметалЛических отливок из сплавов на основе железа, включающему 50 предварительное наложение на поверхность твердой основы металлической фольги, подогрев твердой основы перед размещением ее в литейную форму, заливку в форму сплава на 55 основе железа и охлаждение отливок, перед наложением металлической фоль ги на поверхность твердой основы наносят флюс, а после наложения металлической фольги ее подпрессовывают под давлением 5-30 МПа приотемпературе на 50-100 С выше температуры плавления флюса, причем, в качестве металлической фольги используют алюминиевый лист толщиной 0,3-1,0 мм, а в качестве флюса - смесь галогенидов.Увеличение прочности соединения слоев отливки при подпрессовке металлической фольги обеспечивается плотное ее прилегание к поверхности твердой основы. Кроме того, промежуточный слой флюса очищает поверхности фольги и твердой основы от окисных соединений, что увеличивает адгезионные силы охватывания между данными поверхностями. Приложение давления при подпрессовке выше 30 МПа как и использование фольги толщиной менее 0,3 мм может привести к нарушению сплошности металлической фольги, ее короблению или разрыву, что снижает прочность соединения слоев отливки. Давление менее 5 МПа не обеспечивает плотного прилегания металлической фольги к поверхности твердой основы. Увеличение толщины фольги сверх 1,0 мм. приводит к увеличению усилий прессования. Кроме того, металлическая фольга большой толщины может полностью не проплавиться при заливке металла или она обеспечит образование в диффузионном переходном слое после кристаллизации отливки интерметаллидных фаз, И в том и в другом случаях снижается прочность соединения слоев отливки.Использование указанного интервала температур процесса обеспечивает качественное адгезионное сцепление металлической фольги е поверхностью твердой основы.Снижение температуры не обеспечивает активности флюса, нанесенного на поверхность основы, сохранения флюса в жидком состоянии на время всего технологического процесса. Увеличение температуры нагрева может привести к подплавлению металлической фольги и нарушению ее сплошности.П р и м е р. Готовят твердуюоснову типа пластины толщиной 10 ммиз стали 40 Х. На одну иэ боковыхповерхностей пластины наносят слой,3 6 50 15 5 50 6 50 8 3флюса 34 А ГОСТ 1521-68 (34% КАСТ, 29-357. ИС 1, 9-11% йаГ, 8-127 ЕпС 1), твердую основу с флюсом нагревают до 470-520 С. При этом флюс расплавляОется и смачивает поверхность основы тонким слоем. Излишкам нанесенного флюса позволяют стечь, для чего располагают пластину в вертикальном положении. Нагретую твердую основу со слоем флюса устанавливают 10 под пресс, накладывают металлическую фольгу АЧ 1 ГОСТ 21631-76 и подпрессовывают. Затем извлекают основу, снова подогревают до 600 С ио размещают в литейную форму на вертикальной боковой ее поверхности; Заливку формы осуществляют сталью 5 ХНИ при 1580-1600 С. В процессе .заливки и последующей кристаллизации слой алюминиевой фольги расплав ляется, обеспечивая образование диффузионных зон и прочное соединение слоев отливки. После охлаждения отливок из них вырезают ударные об- разцы, причем слой наплавленного 25 металла составляет 1/3 от толщины всего образца и проводят металлографические исследования и механические испытания. 4Результаты испытаний представлены в таблице,Металлографический анализ показывает, что полученные образцы имеют сплошную диффузионную зону повсей поверхности соединения твердойосновы с заливаемым металлом.Прочность соединения слоевопределяют по величине ударной вязкости, определенной на образцахбез надреза.,Предлагаемый способ может бытьприменен для изготовления биметаллических заготовок кузнечных штампов, пресс-форм литья под давлениеми др., технологической оснасткии режущего инструмента, а также уп"рочнения поверхности отливок иэносостойкими вставками, Эффективностьпроцесса обеспечивается экономиейдорогостоящих и дефицитных материалов и легирующнх элементов, а так"же уменьшением количества (%) бра-ка отливок в результате отслоенияизносостойкой вставки от заливаемого металла. Экономический эффектпри изготовлении 1000 штук литыхбиметаллических заготовок режущегоинструмента составит 250 руб.Составитель В. РеутРедактор Л. Авраменко Техред Т.Маточка Корректор М. Демчик Заказ 9689/6 Тираж 774 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Флюс марки 34 А по ГОСТ 1521-68,фф В образцах без флюса температура подогрева твердой основы перед разиещением ее в литейной форме (600 С).о