RU2192938C2

RU2192938C2 - Method for making casting with enhanced wear-resistance

Info

Publication number: RU2192938C2
Application number: RU2000118040/02A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Караник; О.И. Ломовский; Н.И. Щуров
Original assignee: Караник Юрий Апполинарьевич; Ломовский Олег Иванович; Щуров Николай Иванович
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: machine engineering, namely processes for making wear resistant castings of parts of hydraulic machines for pumping abrasive mixtures, milling bodies of coal- and ore grinding mills and so on. SUBSTANCE: method comprises steps of making plate of powdered hard alloy, for example of tungsten carbide and easy-to-burn out binder; placing said plate in upper portion of casting mold; pouring melt metal such as steel through bottom gating system. After filling mold with melt metal binder burns out due to contact of liquid steel with plate; powdered tungsten carbide deposits onto bottom forming in lower portion of casting mold wear-resistant working layer of casting. EFFECT: increased useful life period of wear- resistant casting. 3 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству рабочих органов гидромашин, перекачивающих абразивные смеси, угле- и рудоразмольных мельниц, дробильного оборудования, работающего в условиях ударно-абразивного износа. The invention relates to foundry, in particular to the production of the working bodies of hydraulic machines pumping abrasive mixtures, coal and ore grinding mills, crushing equipment operating in conditions of impact-abrasive wear.

Известен способ изготовления композиционного материала, по которому в полость литейной формы со стороны рабочей поверхности отливки помещают частицы твердого карбид-вольфрамового сплава и заливают их расплавом чугуна с образованием рабочего слоя повышенной износостойкости. A known method of manufacturing a composite material, in which particles of a solid tungsten carbide alloy are placed in the mold cavity from the side of the casting surface and poured with molten cast iron to form a working layer with increased wear resistance.

(Проспект фирмы SANDVIK "Износостойкий материал для работы в особо трудных условиях"). (Prospectus of SANDVIK firm "Wear-resistant material for work in especially difficult conditions").

Недостатком известного способа является относительная неоднородность материала рабочей поверхности отливки, ограничения по номенклатуре заливаемого сплава (практически невозможно использовать для заливки сталь из-за более низкой жидкотекучести). The disadvantage of this method is the relative heterogeneity of the material of the working surface of the casting, restrictions on the nomenclature of the alloy being cast (it is almost impossible to use steel for casting due to lower fluidity).

Наиболее близким техническим решением является способ получения износостойких отливок, в котором легирующие пластины (вставки) изготавливают из частиц износостойкого материала и выгорающего связующего материала. После выгорания связующего частицы проникают или диффундируют в заливаемый расплав. The closest technical solution is a method for producing wear-resistant castings, in which alloying plates (inserts) are made from particles of wear-resistant material and a burnable binder material. After the binder burns out, the particles penetrate or diffuse into the molten melt.

(Патент DE 4112000 А1, 24.09.1992). (Patent DE 4112000 A1, 09.24.1992).

К недостаткам способа следует отнести то, что он не позволяет со стороны рабочей поверхности отливки получить композиционный материал, обеспечивающий одновременно повышенную износостойкость, ударную прочность и вязкость, т.к. даже теоретически обеспечивается пропитка такой пластины только при нагреве ее до температуры заливаемой, например, стали. При этом соприкасающиеся поверхности твердых частиц вообще не связаны, а значит, этот материал не отвечает указанным выше требованиям и не может быть эффективно использован в таких отливках, как било для размола угля на ТЭЦ. The disadvantages of the method include the fact that it does not allow the side of the casting surface to obtain a composite material that provides both increased wear resistance, impact strength and toughness, since even theoretically, such a plate is impregnated only when it is heated to the temperature of steel, for example, cast. In this case, the contacting surfaces of the solid particles are not connected at all, which means that this material does not meet the above requirements and cannot be effectively used in such castings as beater for grinding coal at thermal power plants.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в получении однородного армирующего слоя из карбид-вольфрамовых частиц или иного твердого материала на рабочей поверхности отливки, придающего изделиям повышенную износостойкость. The problem solved by the claimed technical solution is to obtain a homogeneous reinforcing layer of tungsten carbide particles or other solid material on the working surface of the casting, which gives products increased wear resistance.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе изготовления отливки повышенной износостойкости, включающем изготовление пластины из частиц твердого сплава и легковыгорающего связующего, установку ее в литейную форму и заливку расплавленного металла, рабочий износостойкий слой отливки формируют в нижней части формы, пластину устанавливают в верхнюю часть формы, а заливку расплавленного металла осуществляют через сифонную литниковую систему. The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing a casting with increased wear resistance, including the manufacture of a plate of hard alloy particles and an easily burning binder, its installation in a casting mold and pouring molten metal, a working wear-resistant casting layer is formed in the lower part of the mold, the plate is installed in the upper part of the mold, and the pouring of molten metal is carried out through a siphon gating system.

При заливке расплава, например стали, в форму и при соприкосновении с пластиной связующее выгорает, частицы твердого сплава, оседая через основной металл, получают связку по всей поверхности, что ведет к образованию композиционного материала по типу литого булата, в котором частицы из сфероидального цементита расположены в вязкой матрице. When the melt, for example steel, is poured into the mold and when it contacts the plate, the binder burns out, the hard alloy particles settling through the base metal get a binder over the entire surface, which leads to the formation of a composite material similar to cast damask, in which particles of spheroidal cementite are located in a viscous matrix.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Порошок твердого карбид-вольфрамового сплава с размерами частиц 0,3-0,18 мм перемешивают со связующим, например декстрином, и водой и из полученной смеси изготавливают стержень-пластину толщиной 3 мм. The powder of a solid tungsten carbide alloy with a particle size of 0.3-0.18 mm is mixed with a binder, for example dextrin, and water, and a rod-plate 3 mm thick is made from the resulting mixture.

Для большей наглядности способа на фиг.1 и 2 показана отливка била для размола угля на ТЭЦ с износостойким армированным твердым сплавом слоем, а на фиг.3 - литейная форма для получения такой отливки. For greater clarity of the method, Figures 1 and 2 show a casting of a beater for grinding coal at a thermal power station with a wear-resistant hard alloy layer, and Fig. 3 shows a casting mold for producing such a casting.

Стержень-пластину 4 (фиг.3) из карбид-вольфрамового порошка с легковыгорающим связующим, например декстрином, устанавливают в верхней части полуформы 2, устанавливают также обычный стержень 3 для оформления отверстий в проушинах отливки и заливают расплав стали через литник 6. The rod-plate 4 (Fig. 3) of a tungsten carbide powder with an easily burning binder, for example dextrin, is installed in the upper part of the half-mold 2, a regular rod 3 is also installed for making holes in the eyes of the casting, and the molten steel is poured through the sprue 6.

Сталь заливают в рабочую полость 5, образованную полуформами 1 и 2. Steel is poured into the working cavity 5 formed by half-forms 1 and 2.

При достижении уровня стали поверхности стержня-пластины 4 связующее из декстрина выгорает, а карбид-вольфрамовые частицы, имея больший удельный вес, чем сталь, равномерно оседают на плоскость полуформы 1 рабочей полости 5, формируя в отливке 7 (фиг.1) равномерный армированный рабочий слой 8. When the steel level reaches the surface of the rod-plate 4, the dextrin binder burns out, and the tungsten carbide particles, having a larger specific gravity than steel, uniformly settle on the plane of the half-mold 1 of the working cavity 5, forming a uniform reinforced worker in the casting 7 (Fig. 1) layer 8.

Использование изобретения позволяет получать отливки с износостойким рабочим слоем, подвергающимся одновременно ударным нагрузкам, например, бил для размола угля на ТЭЦ, повысить их рабочий цикл и увеличить межремонтный цикл оборудования. The use of the invention allows to obtain castings with a wear-resistant working layer, which are simultaneously subjected to shock loads, for example, beat for grinding coal at a thermal power plant, increase their duty cycle and increase the equipment overhaul cycle.

Claims

A method of manufacturing a casting with increased wear resistance, including the manufacture of a plate of hard alloy particles and a lightweight binder, installing it in a mold and pouring the expanded metal, characterized in that the working wear-resistant layer of the casting is formed in the lower part of the mold, the plate is installed in the upper part of the mold, and pouring molten metal is carried out through a siphon gate system.