Способ изготовления износостойких отливок

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИСПУБЛИН 9) 2201 КНИЯ ИЗНОСОСТОй(54) СПОСОБ ИЗКИХ ОТЛИВОК(57) Изобретени машиностроени изготовления би из черныхи цве ретения - повыш уменьшение хру слоя отливки в металлическиинанизывают пласостойкого мат ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 3910384/31-02 (22) 14.06.85 (46) 15,12,87, Бюл, Р 46 (71) Белорусский политехнический ститут (72) С,А,Лихачев, Г.М.Жданович, Н,С.Траймак и В.А.Гавриченко (53) 621.74.046(088.8) (56) Патент ФРГ У 2365747, кл, В 22 0 19/02, 1972,Авторское свидетельство СССР У 749561, кл. В 22 Р 19/02, 1978Я е относится к областиа именно к способам металлических отливок ных сплавов. Цель изобение термостойкости и кости износостойкого словиях эксплуатации.Н тержень 2 поочередно тины из твердого изно риала 3 и "вязкого1359066 10 15 20 25 30 40 более мягкого материала 4 с предварительным размещением между ними легкоплавкого материала, например алюминиевой фольги. Перед заливкой собранный пакет пластин сжимают с усилием 10-40 кН, Пластины могут бытьизготовлены из одного материала. Тол 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению биметаллических отливок из чарных ицветных сплавов.Цель изобретения - повышение термостойкости и уменьшение хрупкостиизносостойкого слоя отливки в условиях эксплуатации,На фиг. 1 представлена литейнаяформа в сборе; на фиг. 2 - узел 1на фиг. 1.В литейную форму 1 устанавливаютстержень 2 с нанизанными на неготвердыми износостойкими пластинами3, которые чередуют с более мягкимипластинами 4. Гайкой 5 пакет пластинперед заливкой сжимается. В промежутке между этими разнотвердьми пластинами размещают легкоплавкий материал6, например алюминиевую фольгу. Толщина более мягких пластин составляет0,25-0,5 толщины твердых износостойких пластин, причем и те и другиепластины могут быть изготовлены изодинакового, но доведенного до различной твердости, материала, Ширинаболее мягких пластин превышает ширину твердых износостойких на 25-507.,Пакет пластин сжимают с усилием 1040 кН.Расплавление фольги при заливке .и кристаллизации отливки стимулируетразвитие процессов диффузии междутвердыми износостойкими и более мягкими пластинами, обуславливая их взаимную связь. Предварительное сжатиепакета пластин позволяет избежать коробления пластин при заливке,В качестве материала пластин могут быть использованы следующие пары:твердый сплав - мягкая (аустенитная)сталь, инструментальная - конструкционная сталь и др. Возможно применещина пластин из вязкого материаласоставляет 0,25-0,5 толщины твердыхпластин, причем первые по ширине на25-50 Е больше последних. При этомувеличивается в 5-8 раз стойкостьнаполннтельных стаканов машин литьяпод давлением. 3 з,п.ф-лы, 2 ил,2ние упрочненных и неупрочненных пластин-из одного материала. Для этого пластины подвергают химико-термической обработке, например борированию, Сочетание разнотвердых пластин из одного материала сохраняет эффект повьппения износостойкости и повышает экономию дорогостоящих материалов. Если в процессе заливки упрочненный борированием слой доводится до температуры выше его температуры плавления, т.е. до температур образования жидкой фазы, то отпадет необходи. мость использования промежуточной легкоплавкой вставки в виде фольги. П р и м е р 1. Точением изготавливали кольца из сталей Р 6 М 5-40 Х толщиной 2 мм и внутренним диаметром 60 мм. По наружному диаметру кольца из стали 40 Х были больше на 6 мм,т,е. их ширина составляла 6 мм насторону, а ширина колец из износостойкой стали 3 мм, Кольца собиралина полый металлический стержень и сжимали их гайкой М 16 через шайбу,обеспечивающую жесткость, Предвари-.тельно между поверхностями колецрасполагали алюминиевую фольгу марки АД 1. Стержень с пакетом пластинустанавливали в литейную форму из ЖСС. Внутренняя полость формы имеладиаметр 100 мм. На ее поверхность наносили слой противопригарной краски. В форму заливали сталь ЗОЛ. Температура заливки 1560-1580 С, Отливку охлаждали до 500-560 С, извлекали из формы и производили отпуск потехнологии термообработки стали Р 6 М 5.Удалили металлический стержень, авнутреннюю и наружную поверхностиотливки мехобрабатывали. Из частиполученных отливок вырезали образцы3 13590для испытаний на износ, термостойкостьхрупкость и для металлографическихисследований,П р и м е р 2. Кольца изготавливали иэ стали 40 Х. Часть из них подвергали борированию в порошковой смеси следующего состава, Е: В С 98,МаР 2 ф, температура 900 С, время борирования 6 ч, толщина слоя 120-160 мкм,Затем осуществляли операции по примеру 1.Испытания на износ проводили наустановке МИ. Режим - сухое трениескольжения, нагрузка - 15 МПа, скорость скольжения 0,42 м/с; контртело 15твердый сплав ВК 6, направление скольжения - перпендикулярное плоскостиокружности колец,Термоциклирование производили с 20 нагревом в свинцовой ванне до 700- 750 С, охлаждение на воздухе до 150- 200 С.Хрупкость определяли по известной методике с определением величины на 25 пряжения скола материала на микрошлифах.Износостойкость отливок, изготовленных данным способом, увеличивается с ростом количества теплосмен в сравнении с известным способом и наполнительным стаканом машины литья под давлением, изготовленного из проката стали 4 Х 5 МФС. Износостойкость после 5000 циклов возросла в сравни ваемых способах не менее, чем в три раза. Снижение износостойкости отливок по известному способу связано со значительным увеличением доли выкрашивания материала в общем объеме 40 износа. Последнее объясняется не толь" ко повышенной хрупкостью поверхности отливки, но и интенсивным развитием 66 4тепловых усталостных трещин в глубину поверхностного слоя отливки. формула иэ обрет ения 1. Способ изготовления износостойких отливок, включающий установкуи фиксирование в литейной форме металлического стержня с пакетом предвари"тельно нанизанных на него твердыхизносостойких пластин и последующуюзаливку литейной формы расплавом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения термостойкости иуменьшения хрупкости износостойкогослоя отливки в условиях эксплуатации,между твердыми износостойкими пластинами располагают но крайней мере одинпромежуточный слой иэ сплава с высокой пластичностью толщиной, равной0,25-0,5 толщины твердой износостойкой пластины, а весь пакет пластинперед установкой в литейную формусжимают с усилием 10-40 кН,2. Способ по п. 1, о т л и -ч а ю щи й с я тем, что для твердых износостойких пластин и промежуточных слоев используют сплавы различной твердости, причем между нимидополнительно размещают слой иэ легкоплавкого пластичного материала, например фольгу из алюминия.3., Способ по пп, 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что для промежуточнык слоев и твердых износостойких пластин используют сплавы одногосостава, причем поверхностные слоипоследних борированные.4, Способ по пп, 1-3, о т л и - .ч а ю щ и й с я тем, что промежуточные слои используют в виде пластин,ширина которых превышает ширину твердых износостойких пластин на 25-503.1359066дьегСоставитель В.Николаев Редактор М.Товтин Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко Заказ 6103/14 Тираж 741 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4