PL230501B1 - Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnym - Google Patents
Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnymInfo
- Publication number
- PL230501B1 PL230501B1 PL417657A PL41765716A PL230501B1 PL 230501 B1 PL230501 B1 PL 230501B1 PL 417657 A PL417657 A PL 417657A PL 41765716 A PL41765716 A PL 41765716A PL 230501 B1 PL230501 B1 PL 230501B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- preform
- casting
- ceramic
- iron
- layer
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011226 reinforced ceramic Substances 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie żeliwnym lub staliwnym odpornych na ścieranie mająca postać kształtki prostopadłościennej charakteryzuje się tym, że ma otwory (1) o udziale objętościowym 5% do 25%, korzystnie 15%, przy czym odległość pomiędzy otworami (1) nie przekracza grubości 25 mm, natomiast masa preformy nie przekracza 15% masy metalu zbrojonej części odlewu.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie żeliwnym lub staliwnym.
Znane są sposoby wytwarzania warstwy odpornej na ścieranie w odlewach polegające na wtapianiu w procesie zalewania w odpowiednich miejscach odlewu specjalnych wkładek wykonanych z żeliw i staliw odpornych na ścieranie, węglików i węglikoazotków spiekanych oraz ceramiki tlenkowej spiekanej.
Ponadto znane są również metody wytwarzania warstwy odpornej na ścieranie na powierzchni odlewów przez nawęglanie, azotowanie, cyjanowanie, naborowywanie oraz napawanie i napylanie odpornymi na ścieranie elektrodami czy proszkami. Każda z powyższych metod posiada jednak pewne niedogodności. Stosowanie litych wkładek może powodować pękanie odlewów lub pękanie zalewanych wkładek. Znane metody cieplne powierzchniowe i cieplno-chemiczne pozwalają utwardzić powierzchnię odlewu tylko do kilku milimetrów, a kilkakrotne napawanie do kilkunastu milimetrów.
Celem wynalazku jest opracowanie ziarnistej preformy ceramicznej o określonej geometrii zbudowanej z ziaren ceramicznych połączonych ze sobą spoiwem ogólnie stosowanym w odlewniczych masach formierskich.
Cel ten osiągnięto poprzez określenie zależności geometrycznych prostopadłościennej ażurowej preformy oraz dopuszczalnej dyspersji ziaren ceramicznych, które zapewniają uzyskanie warstwy zbrojonej w odlewach żeliwnych lub staliwnych odpornych na ścieranie.
Preforma ceramiczna według wynalazku charakteryzuje się tym, że wykonana jest w postaci prostopadłościennej kształtki z ziarnistego materiału ceramicznego i posiada otwory o udziale objętościowym 5% do 25%, korzystnie 15%, przy czym odległość pomiędzy otworami nie przekracza grubości 25 mm, natomiast masa preformy nie przekracza 15% masy metalu zbrojonej części odlewu.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym przedstawia preformę ceramiczną o ażurowości 23%.
Preforma ceramiczna według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma otwory o udziale objętościowym 5% do 25%, korzystnie 15%, przy czym odległość pomiędzy otworami nie przekracza grubości 25 mm, natomiast masa preformy nie przekracza 15% masy metalu zbrojonej części odlewu.
Wykonana jest z ziaren ceramicznych elektrokorundu (AI2O3) lub mieszaniny elektrokorundu z karborundem (SiC) przy maksymalnym jego udziale objętościowym wynoszącym 30%. Wymiary ziaren ceramicznych powinny zawierać się w przedziale od 1,4 do 2,8 mm co odpowiada wymiarom F8 do F14 wg standardu FEPA. Ziarna ceramiczne w preformie są połączone ze sobą spoiwem na bazie szkła wodnego lub żywic syntetycznych stosowanych w masach formierskich w odlewnictwie. Taka preforma umocowana we wnęce formy odlewniczej i zalana grawitacyjnie ciekłym metalem (żeliwem lub staliwem), tworzy warstwę kompozytową (stop żelaza - ziarna ceramiczne) w wyniku rozkładu spoiwa ziaren i penetracji ciekłego metalu w pory, kanaliki i otwory preformy. Aby penetracja (infiltracja) ciekłego metalu przebiegła na wskroś preformy powinny być spełnione następujące warunki:
minimalna ażurowość preformy wyrażana udziałem objętościowym otworów w całej preformie ceramicznej wynosi co najmniej 5%, korzystnie 15-25%, masa preformy nie powinna wynosić więcej niż 15% masy metalu zbrojonej części odlewu, grubość pojedyńczej preformy do 25 mm, natomiast maksymalna odległość otworów w preformie nie powinna przekraczać jej grubości, układ otworów w preformie tworzy komórkę elementarną będącą trójkątem równobocznym.
Konstrukcja preformy oparta jest na zależnościach geometrycznych:
| długość boku komórki elementarnej | b = d + od mm |
| długość preformy | L = ni_b mm |
| szerokość preformy | „ V3 , S = — nsb mm |
| ażurowość kształtki | πά2 A = nLns— g 100 % |
L S g gdzie:
ni_ - ilość otworów na długości preformy, d - średnica otworu (max równa 20 mm), mm
PL 230 501 Β1 od - odstęp między otworami (max równa grubości preformy), mm ns - ilość otworów na szerokości preformy, g - grubość preformy
L - długość preformy s - szerokość preformy
Tak przygotowaną preformę po krótkim wyżarzeniu w temperaturze 500-600°C umieszcza się w odpowiednim miejscu w formie odlewniczej, po czym formę zamyka się, następnie zalewa ciekłym metalem, np. żeliwem lub staliwem. W wyniku tego uzyskuje się dobrą infiltrację ciekłego metalu w preformę tworząc w odlewie warstwę kompozytową metalowo-ceramiczną odporną na ścieranie o grubości do 25 mm.
W przypadku masywnych i grubościennych odlewów należy zastosować odpowiedni pakiet preform jednolitych oddalonych od siebie o około 10 mm.
Preforma według wynalazku jest przeznaczona do wytwarzania warstwy kompozytowej metalowo-ceramicznej o grubości do 25 mm odpornej na zużycie ścierne w odlewach ze stopów żelaza. Grubość warstwy kompozytowej w odlewach zależy od grubości preformy. Wykonanie warstwy kompozytowej o grubości powyżej 25 mm wymaga zastosowania pakietu składającego się z preform jednolitych o grubości nie przekraczającej 25 mm i oddalonych od siebie o 5-10 mm.
Przykład
Wytworzenie odlewu bijaka kruszarki, przedstawionego na poniższym rysunku ze zbrojoną ziarnami ceramicznymi warstwą roboczą o podwyższonej odporności na zużycie ścierne. Masa odlewu wynosi około 18 kg. Preforma ceramiczna o grubości 17 mm i kształcie ażurowego prostopadłościanu jak na rysunku składała się w 100% z ziaren elektrokorundu AI2O3 o wymiarach ziarna F8 wg standardu FEPA. Zastosowano lepiszcze w postaci szkła wodnego (stężony roztwór metakrzemianu sodu Na2SiC>3) w ilości 5% masy ziaren elektrokorundu. Ażurowość pojedynczej preformy wynosiła około 20%. Pakiet umieszczony w formie odlewniczej składał się z 3 preform. Przygotowana forma odlewnicza z pakietem ażurowych preform ceramicznych zalano odpowiednio przegrzanym podeutektycznym żeliwem chromowym.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie żeliwnym lub staliwnym odpornych na ścieranie mająca postać kształtki prostopadłościennej, znamienna tym, że ma otwory (1) o udziale objętościowym 5% do 25%, korzystnie 15%, przy czym odległość pomiędzy otworami (1) nie przekracza grubości 25 mm, natomiast masa preformy nie przekracza 15% masy metalu zbrojonej części odlewu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL417657A PL230501B1 (pl) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL417657A PL230501B1 (pl) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL417657A1 PL417657A1 (pl) | 2018-01-03 |
| PL230501B1 true PL230501B1 (pl) | 2018-11-30 |
Family
ID=60787897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL417657A PL230501B1 (pl) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL230501B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118668045B (zh) * | 2024-08-22 | 2024-10-22 | 晋中学院 | 一种高铬铸铁增强碳钢耐磨复合材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-06-21 PL PL417657A patent/PL230501B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL417657A1 (pl) | 2018-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108342657B (zh) | 一种高耐磨金属陶瓷复合辊套及其制备方法 | |
| MX2024004476A (es) | Composicion de polvos para la fabricacion de insertos de fundicion, los insertos de fundicion y el metodo de obtencion de zonas locales compuestas en piezas de fundicion. | |
| Studnicki et al. | Reinforcing cast iron with composite insert | |
| CZ294041B6 (cs) | Otěruvzdorný díl z kompozitního materiálu | |
| CN103785841B (zh) | 一种浆料涂挂zta增强钢铁基复合耐磨件的制备方法 | |
| CN108456826B (zh) | 高温镶铸硬质合金制造复合耐磨锤头的方法 | |
| CN104399930A (zh) | 一种离心铸造陶瓷-金属蜂窝复合材料立磨磨辊的方法 | |
| CN104152777A (zh) | 一种TiC基钢结硬质合金复合耐磨增强体的制备方法 | |
| US11534822B2 (en) | Composite wear part | |
| AU2014217875B2 (en) | Metal matrix composite useful as wear parts for cement and mining industries | |
| CN113766984B (zh) | 基于原位制造的合金的用碳化钨增强的复合材料及其生产方法 | |
| US20150190864A1 (en) | Composite components formed by coating a mold with ceramic material | |
| PL230501B1 (pl) | Preforma ceramiczna do wytwarzania zbrojonej warstwy w odlewie zeliwnym lub staliwnym | |
| CN107056257A (zh) | 三维网络互穿60°互交陶瓷骨架‑金属基复合材料及其制备方法 | |
| US20120240755A1 (en) | Ballistic applications of composite materials | |
| US20120244341A1 (en) | Composite components formed with loose ceramic material | |
| AU2012294889A1 (en) | Ballistic applications of composite materials | |
| CN102676956A (zh) | 一种原位合成铁基表面复合材料的制备方法 | |
| CN107988504A (zh) | 一种层状波形金属基复合材料及其制备方法 | |
| MX2009004406A (es) | Anulo permeable. | |
| JPH05200526A (ja) | 耐摩耗複合材の製造方法 | |
| KR20160138089A (ko) | 주강품의 주조용 생형 및 그 제조 방법, 및 상기 생형을 사용한 주강품의 제조 방법 | |
| CN112739477B (zh) | 用于铸造部件的铸模及其制造方法 | |
| US8136571B2 (en) | Carbidic outer edge ductile iron product, and as cast surface alloying process | |
| PL239064B1 (pl) | Sposób otrzymywania preformy ceramiczno-metalowej do wytwarzania warstw kompozytowych w odlewach ze stopów żelaza |