Способ изготовления литых заготовок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 3 2027 51) 5 РЕТЕНИЯ сследова талей, сп льскии авов и М. Бор ских, В,А ролочкин,вский, Лазор.Г.Уластво СССР 18, 1980.ЛЕНИЯ ЛИ ТЫХ ЗА- еталлуретэлей в лаждаея кчерноим м отливки д мые и нес ерхность кокил ы 50-80 Ссоск ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗС)Б АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(71) Украинский научноинститут специальныхферросплавов(57) Изобретение относитсгии, конкретно к способаметаллические охлаждае Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к способам отливки деталей в металлические охлаждаемые и неохлаждаемые кокили, и может быть использовано в цветной металлургии.Цель изобретения - увеличение срока службы литых заготовок за счет повышения износостойкости.На рабочую поверхность литейной формы или стержня с температурой 20-35 С наносят металлошлаковое покрытие, содержащее 40-65 мас., легирующего ком-. понента, 20-26 мас.% шлакообразующего компонента, остальное 9-40 мас.; натриевые или калиевые соли кремниевой кислоты в качестве связующего компонента, выдерживают 40-60 мин/мм толщины слоя покры 696129 А 1 мые кокили, и может быть использовано ъ цветной металлургии. Цель изобретения - увеличение срока службы литых заготовок за счет повышения износостойкости, На рабочую поверхность литейной формы или стержня с температурой 20-35 С наносят металлошлаковую смесь, содержащую, %: легирующийматериал 40-65; шлаковый компонент 20-26; натриевые и калиевые соли кремниевой кислоты остальное, выдерживают в течение 40-60 мин/мм толщины наносимого слоя, а затем нагревают поверхность кокиля или стержня до 50-80 С со скоростью 0,5-1,5 С/мин, В качестве легирующего материала используют карбиды кремния. В качестве шлакового компонента в составе смеси используют фториды магния, 3 з.п. ф-лы, 2 табл. тия, а затем. нагревают пов я или стержня до температур оростью 0,5-1,5 С/мин.Наиболее высокие результаты достигаются при использовании в качестве легирующего материала карбидов кремния, а в качестве шлакообразующего компонента - фторидов магния.Нанесение защитного пЬкрытия по предлагаемому способу на поверхность металлического кокиля позволяет исключить опасность приваривания отливки к его поверхности.Шлакообразующий компонент, входящий в состав покрытия, в ходе заливки жидкого металла подплавляется и образует гарниссажную пленку перед фронтом подплавляющегося в кокиле расплава, что обес 1696129вают в течение 40-60 мин на каждый мйллиметр толщины слояа затем подогревают поверхность кокиля да температуры 50-80 С со скоростью нагрева 0,5- 1,5 С/мин, Такой режим подготовки кокиля обеспечивает равномерное затвердевание наносимой смеси без пузырей и отслаивания.После окончания процесса сушки кокиль устанавливают на стенд и заливают жидкий металл при температуре расплава 1560-1590 С. Металл, поступая в кокиль, подплавляет часть защитной обмазки, что обеспечивает легирование поверхностного слоя отливки, а поскольку заливка металла производится в охлаждаемый кокиль, то быстрэя. ее кристаллизация обеспечивает только поверхностное легирование отливки. В дальнейшем насыщение поверхностиотливки заданным элементом происходит за счет диффузионного легирования,Начальная температура рабочей поверхности кокиля оговорена пределами 20- 35 С в связи с тем, что нанесениеметаллошлаковой смеси на более горячук) поверхность приведет к ее вспучиванию или растрескиванию, При более холодной поверхности кокиля, т.е, ниже 20 С, металлошлаковая смесь пло.хо наносится и :закрепляется на ее поверхности. Возможно образование на стенках отливки водяного конденсата, что также ухудшает качество нанесенного слоя,30 35 40 50 печивает высокое качество поверхности отливки.Наличие защитного покрытия уменьшает тепловой напор на стенку кокиля, что предотвращает его коробление и удлиняет 5 срок службы. Присутствующий в покрытии легирующий элемент переходит в поверхно. стный слой металла отливки.Особенность предложенного способа заключается в том, что готовят покрытие в 10 виде металлошлаковой смесл из порошка легирующего и шлакообразующего компонента, например фторида магния, в раство- ре натри евых или калиевых солей кремниевой кислоты. При этом состав смеси 15 стараются подобрать таклм образом, чтобы ее динамическая вязкость находилась в пределах 0,4-0,5 Нс/м .Полученную смесь наносят на рабочук) поверхность литейной формы или стержня 20при температуре 20-35 С, В зависимости от массы отливки, температуры заливаемого металла или требуемой концентрации легирующего материала в поверхностном слое отливки корректируют толщину наносимого слоя, После нанесения смеси на поверхность кокипя или стержня кокиль выдержиПоследующая выдержка кокиля перед подогревом в течение 40-60 мин/мм толщины наносимого слоя дает время дпя застывания солей кремниевой кислоты, входящих в состав смеси, и нагрев до температуры 50-80 С со скоростью 0,5-1,5 С/мин обеспечивает получение плотного, механически прочного слоя смеси на стенках кокиля или стержня. Сокращение времени выдержки менее40 мин/мм толщины наносимого слоя приводит в ходе последующего нагрева к образованию трещин и снижению качества слоя,его местному отслаиванию,При увеличении времени выдержки более 60 мин/мм толщины слоя снижаются/технико-экономические показатели процесса, падает производительность плавки, особенно при серийном производстве.Последующий нагрев поверхности кокиля или стержня до температуры менее .500 С при скорости нагрева менее 0,5 С/минухудшает технико-экономические показатели процесса отливки и снижает прочностьсформированного слоя.Увеличение температуры нагрева поверхности кокиля более 80 С или увеличение скорости нагрева более 1,5 С/минприводит к образованию вздутий и растрескиванию слоя смеси, снижает качество поверхности отливки.Присутствие легирующего элемента вколичестве 40-65 мас.% от общей массысмеси обеспечивает требуемую его концентрацию в единице объема смеси и последующий быстрый переход элемента вповерхностный спой отливки.Уменьшение содержания легирующегоэлемента менее 40 мас.% от общей массыиспользуемой смеси требует увеличениятолщины наносимого слоя для получениянеобходимой его концентрации в отливке,что усложняет технологию его нанесения исушки,Кроме того, в условиях быстрой кристаллизации и остывания отливки время на переход легирующего элемента из расплавасмеси в металл отливки сокращается, чтоснижает эффективность самого процессапегирования.При увеличении доли легирующего элемента более 65 мас.% массы смеси снижается механическая прочность наносимогона рабочую поверхность слоя, повышаетсятемпература плавления смеси вследствиеуменьшения доли шлакового компонента, азначит и ухудшаются условия легированияметалла, затрудняется технология подготовки смеси.1696129 Таблица Состав смеси, мас.ь Температура рабочей поверхности кокиля, Со Скоростьподогрева,С/мин Толцинананосимого слоямм Способ Карбид, кремния Соли кремниевойкислоты Перед нане концесением смесисушки 35 17 0,420 53 23 в 652 б 10 28 05 25 Не определяли 6020 (карбид, (гидоопибора) эированный этил. силикат) 100 20/Таблица 2чПрошиваемая заготовка, мм КоэффициентвытяжкиДиаметр , Длина ЭСтойкость Причина Выхода(количество из строяпрошивок) Способ ПредлагаемыйХ 160 1,86 2300 Износ носка иконуса 172 ЕЕ То же Износ конусаИзнос носка 231 159 ЕЕЕ ЕЧ Не определяли Известный 160 2300 137 Износ носка,трецина Составитель О.БелковРедактор Л,Гратилло Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий Заказ .4259 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Предла-гаемый1111111 Чт .,ЧНавеет" 160 160 160(фторидмагнил) я 8 40 2 9 2 2300 2300 2300 15 20 27 35 я 0 1,86 1,86 1,86 ЬО 50 65 80 90 Зремя выдержки кокиля пеоедсушкой, мин 17 20 25 30 35 0,3 0,5 1,0 1,5 2,0