RU2003432C1 - Способ изготовлени отливок с уплотнительными элементами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к энергетическому химическому и нефт ному машиностроению и может быть использовано при изготовлении трубопроводной арматуры Сущность изобретени : дл  обеспечени  герметичности соединени  поверхность или часть поверхности уплотнительного элемента покрывают самофлюсующейс  мастикой, основой которой  вл етс  никель-хром-кремний-бор-угпе- род а св зкой - поливиниловый спирт. 1 злф-лы. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к энергетическому , химическому и нефт ному машиностроению и может быть использовано при изготовлении трубопроводной арматуры.

Известен способ изготовлени  биме- таллических отливок, преимущественно отливок запорных частей трубопроводной арматуры с уплотнительными элементами, предусматривающий нанесение покрыти  из смеси флюсо-экзотермических компо- нентов на уплотнительный элемент, размещение его в литейной форме и заливку ее расплавом.

Однако этот способ не позвол ет получить надежного сплавлени  вставок с зали- ваемым металлом.

Цель изобретени  - повышение надежности соединени  уплотнительного элемента с заливаемым металлом дл  обеспечени  высокой герметичности.

На фиг. 1-3 представлен узел соединени  уплотнительного элемента с телом отливки и иллюстрации осуществлени  предлагаемого способа.

Покрытие 1 из самофлюсующейс  мае- тики нанос т на поверхность уплотнительного элемента 2 или часть его поверхности, подлежащую сплавлению с телом отливки 3, размещают уплотнительный элемент в литейной форме и заливают в нее металл.

В качестве покрыти  используют мастику , состо щую из самофлюсующегос  порошка в качестве основы, а в качестве св зки - поливиниловый спирт.

Самофлюсующийс  порошок с разме- ром зерна до 100 мкм имеет состав, мас.%:

Хром2,5...16,8

Кремний2,5...4,5

Бор1,6...4,3

Углерод0.3...1.2.

НикельОстальное.

Поливиниловый спирт - ПВС (водный раствор марки В Д, 1 б %, в з костью ВЗ - 30- 60 с) составл ет до 10% от веса металлической составл ющей мастики.

Подготовка поверхности сплавлени  закладного элемента упрощаетс . Нет необходимости в механической обработке до металлического блеска поверхности сплавлени , также как и нет необходимости в полной механической обработке всего эле мента.

Эту мастику нанос т на поверх ность, подлежащую сплавлению, толщиной более 0.5 мм.

Мастику подвергают полимеризации при температуре до 200°С.

Закладные (уплотнительные) элементы изготовлены из стали и чугуна, легированных хромом более 13%.

После установки уплотнительных элементов в литейную форму ее заливают чугуном СЧ20 при температуре 1360°С.

Температура плавлени  самофлюсующегос  покрыти  составл ет 950-1000°С, поэтому происходит его расплавление жидким чугуном при заливке,

ПВС - слабогазотворное св зующее, при термовоздействии не выдел ет соединений , отрицательно вли ющих на самофлюсующие свойства сплава, а температура плавлени  даже понижаетс  в св зи с насыщением углеродом.

В результате воздействи  бора окислы металла (чугуна и уплотнительного элемента ) св зываютс  в комплексы, что приводит к потере контактов окислов с поверхност ми металла. Кремний также участвует в процессе очистки поверхности от окислов.

Диффузи  бора идет интенсивно и обеспечивает надежное герметичное сплавление припо  с металлом закладного элемента и основного металла (чугуна).

Установлено, что при минимуме бора и кремни , соответственно менее 1,6 и 2,5%, сплавление происходило не по всей поверхности (фиг.З).

При средних и максимальных процентах их содержани  происходило полное сплавление по площади примыкани . При превышении максимального содержани  бора и кремни  увеличивалась твердость прослойки припо  более 62 HRC, при средних значени х она составл ла 45-55 HRC.

Проведен эксперимент: Чугун (СЧ20) выплавл лс  в индукционной печи, емкость тигл  50 кг. Заливку уплотнительных колец из стали 20X13 производили в песчано-гли- нистых формах. Кольца покрывали самофлюсующимс  порошком со св зующим ПВС.

Состав порошка, мас,%:

Хром16.5

Кремний3,7

Бор3,3

Углерод0,8

НикельОстальное.

Св зующее до 10% от суммарной массы порошка.

Залитые образцы (10 шт) показали полную свариваемость по площади примыкани  с основным металлом. Температура заливки 1360°С.

Преимущества предложенного способа: процесс обеспечивает герметичность сплавлени  закладных элементов при низких температурах заливки чугуном (1300- 1360°С); представл ет технологическую возможность наносить покрытие на часть

поверхности, подлежащую, сплавлению, а также на поверхность, обработанную только галтовкой; процесс прост при организации производства в св зи с отсутствием гальванических и металлургических процессов , а следовательно, громоздких и высокотемпературных агрегатов.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1722683, кл. В 22 D 19/00, 1988.

Фсрмула изобретени 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК С УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ , включающий нанесение сло  из смеси порошкообразных компонентов в качестве основы и св зки на уплотнительный элемент , размещение последнего в литейной форме и заливку ее расплавленным металлом дл  соединени  его с уплотнительным элементом в единый узел, отличающийс  тем, что на уплотнительный элемент в качестве покрыти  нанос т самофлщсующу- юс  мастику, основой которой  вл етс  никель - хром - кремний - бор - углерод при

Зона свариваемости

следующем мас.%:

Хром

Кремний

Бор

Углерод

Никель

соотношении компонентов,

2.5-16,8

2,5 - 4.5

1,6-4,3

0,3-1,2

Остальное

15 а в качестве св зки используют поливиниловый спирт до 10% от массы основы.

. 2. Способ по п.1, отличающийс  тем, что самофлюсующуюс  мастику нанос т jтолько на участки поверхности уплотни20 тельного элемента, подлежащие сплавлению с телом отливки.

фиё.1

N3 О О

со

-ft. со м

fits P. 3