Способ получения армированных отливок

Союз Советск ивСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 992120(23) ПриоритетГаеударетееккые кеметет СССР ав Флам зебретеккй и еткрытийОпубликовано 30,01.83. бюллетень4 Дата опубликования описания 30. 01.831Изобретение относится к литейномупроизводству, конкретнее к способамполучения армированных отливок,Известен способ получения армированных отливок, заключающийся в том,что во вращающуюся со скоростью 1015 об/мин изложницу (форму) со стержнем; оформляющим профиль зубьев, вводят порошок из твердого сплава, например Релита, и заливают 1/4 ч. об" цщего объема металла, после перемеши"вания которого с релитом и затвердевания по профилю шарошки увеличиваютскорость вращения изложницы до опти"мальной и заливают оставшуюся частьметалла 1,Недостатки устройства - сложностьперемешивания порошка твердого спла"ва с жидким металлом, заключающаясяв том, что в изложницу вначале вводят 20порошок из твердого сплава, а затемзаливают жидким металлом, при этомпо границам контакта жидкого металлас твердым сплавом образуется корка; 2неэффективное сцепление твердосплав" ных частиц, находящихся в непосредст венной близости от стенки изложницы, так как по границе контакта проходит интенсивное охлаждение и кристаллизация жидкого металла, без их взаим" ной диффузии.Наиболее близким к пРедлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения армированных отливок, заключающийся в том, что во вращающуюся со скоростью 400"1000 об/мин и нагретую до 200"600 оС литейную форму одновре" .менно с жидким металлом вводится и 1твердый сплав Г 21.Недостатком указанного способа является то, что за время перемещения твердого сплава в жидком металле происходит кристаллизация металла, кон" тактирующего с литейной формой, и об" Разование неармированного слоя метал", ла толщиной 0,8-1,5 мм, приводящего к снижению стойкости армированной зо3 992120 ны у деталей, поверхности которых в дальнейшем не подвергаются механической обработке.Цель изобретения " повышение стой" кости армируемых поверхностей деталей, не подвергающихся в дальнейшем механической обработке.Поставленная цель достигается тем, цто вращающуюся литейную форму с жидким металлом подвергают нагреву, 1 а а твердый сплав вводят после расплавления закристаллизовавшейся корочки металла на стенках литейной Формы, а охлаждение ведут со скоростью 5- 5,5 град/с,15 Повышение стойкости центробежноармированных отливок достигается тем,что в результате перемещения во вра"щающейся литейной форме, с полностьюрасплавленным металлом, частицы твердого сплава достигают поверхностидетали, увеличивая тем самым размерыармированной зоны у деталей, не подвергающихся в дальнейшем механичес"кой обработке, Оптимальное.легирование металлосвязки армированной зоныс целью рационального растворениятвердого сплава и эффективного его за.крепления в металлосвязке обеспечиваэается определенным терми чески м ци кломпредлагаемого способа, характеризуе"мым с корост ью крист алли зации в армиро"ванной зоне5"5,6 град/с. Снижениескорости кристаллизации в армированнойзоне меньше 5 град/с приводит к зна"чительному растворению твердого сплава и снижению стойкости армированнойэоны, а увеличение скорости охлаждения выше 5,5 град/с приводит к мало 40му легированию металлосвязки армиро"ванной зоны и неэффективному закреплению зерен. При эксплуатации такихдеталей происходит выкрашивание частицтвердого сплава из армированной зоны.На чертеже представлена схема ус-.тановки,Устройство включает верхнюю траверсу 1, крышку 2, индуктор 3, верх".нюю полуформу 4, нижнюю полуформу 5,планку 6, магнитную защелку 7, ворон.ку 8 дозатора, зерновой твердыйсплав 9, среднюю траверсу 10, индикатор 11, тигль 12, нижнюю травер"су 13, болты 14, вал 15, центробежную машину, подшипниковую обойму 16,подшипники 17, прижимную планку 18,шкив 19, текстронный ремень 20 и за"жимной болт 21. фПеред началом работы в тигле 12 расплавляется необходимое количество металла 22, под тиглем 12 устанавли" вается воронка 8 с дозатором, внутри которой располагается необходимое количество твердого сплава, а магнит ная защелка 7 приводится в закрытое состояние, сверху ставится нижняя 5 и верхняя 4 охлаждаемые полуформы, внутри которых размещается индуктор 3, все затем покрывается крышкой 2, верхней траверсой 1 и зажима" ется болтами 14 и 21.Вся система через шкив приводится во вращение вокруг оси 004 . Металл 22 из тигля 12 под действием центробеж" ных сил перемещается в форму и начинается его кристаллизация, включается индуктор 3, Корочка металла на стенках формы расплавляется, после этого открывается магнитная защелка 7 и, твердый сплав 9 попадает в форму, где под действием центробежных сил он перемещается к периферии (ормы, располагаясь по ее объему в непосред. ственной близости от поверхности, за тем включается интенсивное охлажде- ние формы со скоростью 5-5 5 град/с и по окончании кристаллизации цент" робежная машина останавливаетсяСтойкость армированной зоны определяется оптимальным легированием металлосвязки армированной зоны вольф. рамом и углеродом, Исследование растворимости твердого сплава в металло- связке армированной зоны проводят на .микрорентгеноспектральнои анализато" ре ИЬфирмы "Камета", Относительное содержание элементов определяют по числу импульсов за период 10 с, что характеризует интенсивность рент. геновского излучения определенной линии элемента, Результаты исследований приведены в таблице.Как видно из таблицы, вольфрам в основном концентрируется в зернах%С, примерно 484 находится в переходной зоне, окаймляющей зерно твердого спла. ва, и около 13,54 в металлосвязке.Железо составляет основу металло" связки и около 48 находится в переходной зоне.Приведенные результаты характеризу ют распределение элементов при пред" лагаемой схеме центробежного армирова. ния, изготовленных при скорости кристаллизации 5,5 град/с.Увеличение скорости кристаллизации в армированной зоне приводит к умень5 99212 шению растворяемости литого карбида вольфрама. Уменьшение грануляции литого карбида вольфрама приводит к увеличению его растворимости .Оптимальным легированием металло- связки армированной зоны вольФрамом и углеродом для деталей, работающих в условиях абарзивного и ударно-абразивного изнашивания, является 12"18 растворения литого карбида вольфрама, 0 которое определяется скоростью кристаллизации в армированной зоне при центробежном армировании равной 5- 5,6) град/с.Предлагаемый способ реализован 1 при изготовлении опытных буровых долот 269,3 СЗ-ГНУ и 295,3 СЗ-ГВ, оснащенных центробежно-армированными зубками, на Дрогобычском долотном заво" де. 20Изготовление зубков проводят на высокочастной плавильной установке с Центробежной машиной В 4 И 9/10-0,44. В качестве полуформ используют кера" мические оболочки, снабженные канала ми для водяного охлаждения,В тигле расплавляют 150 г металла 18 ХНЗНФЛ, напротив каждого зубка на" ходятся воронки дозаторов с твердым сплавом из расчета 5 г на 1 зубок. зо После расплавления металла центробеж. ная машина приводится во вращение со скоростью 600 об/мин, затем включается индуктор верхней полуформы, после повторного расплавления всего металлаз Промышленные испытания опытных партий долот, проведенные в объеди" нениях "Полтаванефтегаэгеология", нЧерниговнефтегазгеология" и "ухта" нефтегазгеология" показали, что тех" нико-экономические показатели эффективности внедрения предлагаемого спо. соба армирования зубков шарошек бу" ровых долот обуславливаются повышением размеров армированной зоны и уве" личением стойкости вооружения, что позволяет получить зкономическую эф" фективность при эксплуатации, долот, оснащенных центробежно"армированными зубками, в размере 839 руб. За счет снижения стоимости метра проходки,Интенсивность рентгеновского излученияпо числу импульсовза 10 с, 3 наструктурных составляющих Элемент Зерна Переходная зона Иеталлосвяэка имп/0 с 3 , имп/О сФ имп/0 с) Ве ее ее19090 97 8.9546185 0,9 952013 0,06 136170 0,85 684 13,4 47,6 2692 ВольфрамЖелезоХромНикель 47,6 2006 79,5 0,6 1813,4 1166 09 5,8 ростью 400"1000 об/мин, введение зер.нового твердого сплава в расплав ипоследующее охлаждение, о т л и ч а-ю щ еи й с я тем, что, с целью повышения стойкости армируемых поверх" Формула изобретения Способ получения армированных отливок, включающий заливку металла во вращающуюся литейную форму со ско" 0 6индуктор отключается, срабатывает маг нитная защелка и твердый сплав перемещается в жидком металле до периферии форьь . После чего подается вода через каналы водяного охлаждения полу. форм.Регулировка скорости охлаждения производится сечением каналов водяно" го охлаждения и давлением на входе в полуформу, В нашем случае водяные каналы располагают на расстоянии 5 мм от поверхности полуформы по всему периметру отливки в вертикальной плоскости, сечение каналов 128"30) ммй давление на входе в полуформу 1,5- 1,7) кгс/см . Зубки готовят диаметром 10, 12, 14 мм Формы М и С по ТУ 48"19-281-77.992120 Составитель В ль Техрец Т. Фант Тираж 811 И Государственного делам изобретений Москва Ж". 35 Рау П "Патент", г. УжгГуркин а КощееПодпи комитета С ору Реаактор А, МоФаЗаказ 195/БВНИ омаренк оеР открытии кая наб, од, ул, П 1 ОБЮ8оектна Ю41 Филиал ПП ностей деталей, не подвергаюцихся вдальнейшем механической обработке,металл, залитый в литейную форму,нагревают до расплавления закристаллизовавшейся корочки металла на стенках литейной форю, после чего вводяттвердый сплав, а охлаждение ведутсо скоростью 5 -5,5 град/с. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРМ 176046, кл. В 22 З 19/02, 1962,2, Авторское свидетельство СССРИ 685429, кл В 22 З 19/02, 1978,