Способ изготовления биметаллических отливок

Союз СояетскииСоцналнстнческннРеспублик О П ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. Г. Горенко, В. ф Дурандин и Н. П. Пухальский Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ИЗГОГОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК Изобретение относится к области лй=тейного производства, в частности к техвологин биметаллических отливок со. сложным профилем, наплавляемых. поверхностейцентробежным методом.%Известен способ армирования деталейпри центробежной отливке, включающийзаливку.во вращаемую форму иэносостойкого сплава, оформляющего рабочую частьотливки, изменение скорости вращенияформы и заливку конструкционного сплава, формирующего основную часть отливки 111,Недостаток известного способа заключается в том, что увеличен расход иэносостойкого сплава и низкое качество оливки.Предложенный способ изготовления биметаллических отливок отличается тем,что заливку износостойкого сплава произ- товодят при линейной скорости на внутреннем периметре рабочей, поверхности отливки 8,0-12,5 м/с, после окончания заливки снижают скорость вращения до 6,0 4,5 м/с и сливают излишек износостоикого сплава в специальные полости, а эа тем увеличивают скорость до 10,5- 12,5 м/с и при охлаждении износостойкого сплава ниже температуры солидуса на 50-100 С заливают конструкционный сплав.Это позволяет устранить отмечегчые недостатки. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид формы, а на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг., 1,На фиг, 1 видно, что форма 1 для изго товления биметаллических отливок устанавливается на столе центробежной машины. При заливке вращакицейся формы жидкий металл при помощи заливочной чащи 2 попадает в кольцевой коллектор 3 и через питатели 4 поступает. в полость 5 формы. В нижней части формы расположены шесть полостей 5 для слива металла при. уменьшении скорости , вращения формы и получения линейной скорости меньше 7,5 м/с. Эти полости имеют такую форму7495и расположение, что при повторном увеличении скорости вращения попавший в них жидкий металл не затекает снова в полость формы, Слив незатвердевшего металла при уменьшении скорости вращения обеспечивает образование на рабочей наружной поверхности отливки, равномерного по толщине слоя износостойкого материала. Пои достижении в затвердевшей корочке температуры на 50-100 С ниже солидуса и 10 при оптимальной линейной скорости вращения формы ( 10,5-15,0 м/с) проводят заливку конструкционного материала, выполняю.- щего основную часть отливки.Выбор линейной скорости вращения на 15 внутреннем периметре рабочей поверхности отливки при заливке первой порции металла обусловлен тем, что при скорости меньше 8,5 м/с внутренняя. свободная поверхность металла имеет форму параболо ида, а зто приводит к повышенному рао- ходу дорогостоящего сплава. При увеличении скорости больше 12,5 м/с наблюдает- ся сильное разбрызгивание сплава в процессе заливки, что также нежелательно. 25При сливе незатвердевшего металла линейная скорость ограничивается значениями 6,0-4,5 м/с в связи с тем, что при скорости больше 6,0. м/с не происходит полный слив металла в специальные 30 полости, а при снижении скорости меньше 4,5 м/с значительно увеличивается время набора оборотов до оптимальных, необходимых при заливке второй порции металла. 35Использование при заливке второй порции металла линейных скоростей на внут реннем периметре рабочей поверхности отливки в пределах 10,5-13,0 м/с определяется тем, что при скорости меньше 4010,5 м/с не обеспечивается хорошая диф фузионная связь между износостойким и основным металлом отливки, а при увеличении скорости больше 12,5 м/с наблюдается сильное разбрызгивание эаливаемого металла.Начало заливки второго металла при. охлаждении затвердевшей корочки на поверхности отливки до температуры ниже солидуса на 50-100 С обусловлено тем, 5 О что при такой температуре обеспечивается получение качественного переходного слоя. При большем интервале выдержки и охлаждении корочки до более низких температур на ее внутренней поверхнооти,образуется окисная пленка, которая препятствует образованию качественного переходного слоя. 55 фСлив незатвердевшего остатка первойпорции металла позволяет получить в готовой отливке наружную поверхность сложного профиля в виде корочки определенной толщины из износостойкого сплава, аосновную часть отливки из конструкционного материала, обладающего повышенными упруго-пластическими свойствами. Этопозволяет сократить расход легированнсго сплава, повысить моторесурс и работоспособность деталей и уменьшить ихстоимость.Предлагаемый способ используют дляизготовления центробежным методом биметаллических деталей ведущих колес промышленных тракторов Т. Размерыэтих отливок следующие: наружный диаметр отливки 1200 мм, внутренний диаметр 840 мм и высота 160 мм. Согласно чертежа, ведущие колеса должны иэготовляться из стали марки Ст 27 ХС.После термической обработки твердостьповерхности зубьев должна находитьсяв пределах 38-44 Н Р С,Изготовление ведущих колес согласнопредложенному способу проводят следующим образом. Иэносостойкий чугун марки,Х 28 Н 2 выплавляют в индукционной печиемкостью МГПемкостью 150 кг.Для формирования основной части отливкииспользуют углеродистую сталь маркиСт 350 с небольшими добавками хрома иникеля ( до 0,1 Ъ%) . Плавку этой сталипроводят в печи ДСП. Формы иэготовляют иэ песчаноглинистой смеси с жидкимстеклом (5 5%) и после тщательной отделки продувают углекислым газом, окрашивают цирконовой краской и поверхностьформ подсушивают газовой гооелкой.Собранные формы устанавливают настол центробежной машины с вертикальнойосью вращения. Заливку иэносостойкогочугуна в форму проводят при линейнойскорости ее вращения 12,2 м/с. Температура заливаемого металла находится впределах 1420-1440 С. Длительность заливки составляет 5-8 с.По окончании заливки машину отключают и при помощи тормозного устройствауменьшают линейную скорость вращениястола, Через 15-18 с скорость вращенияна внутреннем периметре рабочей поверхности отливки уменьшается до 6,0 м/си начинается слив незатвердевшего металла в часть специальных полостей. Еще через 5-7 с линейная скорость уменьшаетсядо 4,0 м/с и это обеспечивает полныйслив незатвердевшего металла, 5 7495После окончания слива жидкого остат-ка снова включается машина и через 68 с на внутреннем периметре рабочей поверхности отливки достигается линейнаяскорость 12,4 м/с. За прошедший периодпроисходит охлаждение затвердевшей корочки до температуры ниже температурысолидуса на 50-100 С,Углеродистую сталь с температурой1540-1560 С заливают во вращающуюся 1 Оформу. Время заливки составляет 8-14 с.фПосле окончания заливки линейную скорость вращения формы не снижают дополного затвердевания всей отливки.После термической обработки, приня- Йтой для износостойкого чугуна, твердостьповерхности зубьев, наплавленных чугуном, находится в пределах 52-56 НЕС,Толщина наплавленного слоя износостойкимчугуном находится в пределах 10+2 мм. 20Исследование износостойкости рабочейповерхности ведущих колес промышленных тракторов, изготовленных согласночертежа и по предложенному способу, проводят непосредственно на работающем 15тракторе Т. Установлено, что износзубьев колес, полученных по предложенному способу, в 165-2,10 раза меньший,чем в обычных деталях. Хорошему сопротивлению зубьев ударным нагрузкам спо собствует то, что сердцевина их выполнена иэ конструкционной углеродистой стали.По предварительным данным экономическая эффективность от внедрения предлагаемого способа за счет уменьшения з 5на 40-45% расхода легированного металла на формирование рабочей поверхности 55 6отливки и за счет повьпдения износостойкости в 1,65-2,10 раза составляет 28,4-36,7 руб. на 1 т годных биметаллических отливок типа ведущих колес про 1мышленных тракторов.Формула изобретенияСпособ изготовления биметаллическихотливок, преимущественно со сложнымпрофилем наплавляемых поверхностей,включающий заливку во вращаемую формуизносостойкого сплава,. оформляющего рабочую часть отливки, изменение скорооти вращения формы и заливку конструкционного сплава, формирующего основнуючасть отливки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения расхода износостойкого сплава и повышения качествва отливки, заливку износостойкого сплавапроизводят при линейной скорости на внутреннем периметре рабочей поверхности отливки 8,0-12,5 м/с но окончании заливки снижают скорость вращения до 6,04,5 м/с и сливают излишек износостойкого сплава в специальные полости, а затем увеличивают скорость до 10,512,5 м/с и при охлаждении иэносостойкого сплава ниже температуры солидусана 50-100 С заливают конструкционныйсплав,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР176046, кл. В 22 Р 19/02, 1962Составитель А. Минаевактор П. Горькова Техред Н. Бабурка КорректорВ. Синкаэ 4515/7 Тираж 889 Пбдписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ХХЗОЗ 5, Москва, Ж;35 Раувская наб., д, 4/ лиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проевшая,