RU2475331C2 - Способ легирования поверхности металлических изделий - Google Patents
Способ легирования поверхности металлических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475331C2 RU2475331C2 RU2011109709/02A RU2011109709A RU2475331C2 RU 2475331 C2 RU2475331 C2 RU 2475331C2 RU 2011109709/02 A RU2011109709/02 A RU 2011109709/02A RU 2011109709 A RU2011109709 A RU 2011109709A RU 2475331 C2 RU2475331 C2 RU 2475331C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- model
- alloying
- alloying elements
- compounds
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному производству. Способ включает нанесение легирующих элементов или их соединений на подложку и прикрепление подложки к поверхности газифицируемой модели. Легирующие элементы или их соединения могут наносить на подложку слоями. К участку модели могут прикреплять несколько подложек одна поверх другой. Обеспечивается нанесение точного количества легирующих элементов на заданный участок модели, независимо от сложности рельефа поверхности модели. 6 з.п. ф-лы, 5 пр.
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам литья по газифицируемым моделям.
Из уровня техники известно, что для получения стали с заданными свойствами добавляют ферросплавы в индукционную печь при выплавке стали (авторское свидетельство SU 1364644 А1, опубликовано 07.01.88, Бюл.№1).
Из уровня техники известен способ модифицирования стали (авторское свидетельство SU 1470777 А1, опубликовано 07.04.89, Бюл.№13) путем введения в расплав модификаторов при сливе в ковш.
В известных способах производится модифицирование и легирование всего объема отливки и они не позволяют получить заданные специальные свойства требуемых участков поверхности отливок.
Из уровня техники известно, что для легирования отливок в полости формы используются газифицируемые модели (авторское свидетельство №697244, опубликовано 15.11.79, Бюл.№42). Для этого изготавливают модели из полистирола путем вспенивания его гранул в пресс-форме, а затем производится окрашивание газифицируемых моделей газопроницаемым антипригарным покрытием, в состав которого наряду с огнеупорным наполнителем вводят легирующий элемент.
При этом распределение легирующих элементов в покрытии происходит неравномерно, их диффузия в поверхность отливки затруднена, расход легирующего элемента производится не рационально. В результате этого также не удается получить заданные специальные свойства требуемых участков поверхности отливок.
Из уровня техники известен способ модифицирования поверхности металлических изделий (RU 2391177 С2, МПК В22С 3/00 (2006.01)), включающий нанесение на поверхность модели модифицирующих и легирующих поверхность изделия элементов в виде пасты или пудры с последующим нанесением на поверхность модели противопригарного покрытия. Глубину модифицированного слоя в изделии можно регулировать изменением размера частиц модификатора.
Данный способ, в отличие от известных аналогов, позволяет нанести модифицирующие и легирующие элементы на конкретный участок модели, которому требуется задать специальные свойства, что позволяет рационально использовать модифицирующие и легирующие элементы, а также позволяет регулировать глубину модифицированного слоя.
Недостатком известного способа является нанесение модифицирующих и легирующих элементов непосредственно на поверхность модели. Для равномерного нанесения модифицирующих и легирующих элементов на заданный участок поверхности модели целесообразно использовать машинный способ. В этом случае рентабельность производства будет сильно зависеть от сложности рельефа поверхности модели, доступности отдельных участков модели для машинного нанесения модифицирующих и легирующих элементов. Так, например, для равномерного нанесения модифицирующих и легирующих элементов известным способом на участки, расположенные на внутренней поверхности оружейного ствола малого калибра, потребуется сложное оборудование. При этом проконтролировать равномерность нанесения модифицирующих и легирующих элементов будет сложно.
Все это снижает универсальность известного способа.
Предлагаемый способ является более универсальным по отношению к прототипу.
Повышение универсальности способа выражается в том, что он позволяет нанести точное количество модифицирующих и легирующих элементов на заданный участок модели, независимо от сложности рельефа поверхности модели.
Для выполнения этой задачи способ легирования поверхности металлических изделий включает в себя нанесение модифицирующих и легирующих поверхность изделия элементов или их соединений на подложку (под подложкой имеется в виду материал, заготовка или вещество, на которое наносится покрытие), прикрепление подложки к поверхности модели, нанесение на поверхность модели противопригарного покрытия. При этом в зависимости от конкретной ситуации подложка может быть выполнена из материала, обладающего инертностью по отношению к железоуглеродистым сплавам, либо легирующие поверхность изделия элементы могут быть введены в состав подложки.
Для достижения требуемого эффекта легирующие элементы могут быть нанесены на подложку слоями, имеющими различный состав. Предлагаемый способ позволяет так же последовательно прикрепить к одному участку поверхности модели несколько подложек с различными слоями легирующих элементов для получения заданного химического состава по толщине слоя отливки.
Способ осуществляется следующим образом.
На подложку наносят комплексные покрытия в виде краски, пасты или порошка, содержащие легирующие элементы или их соединения, способные к физико-химическому взаимодействию с металлическими расплавами или с отдельными компонентами расплавов, с образованием новых фаз, придающих специальные свойства выбранным участкам поверхности отливки за счет массопереноса и диффузионных процессов. При этом для лучшей адгезии к поверхности подложки комплексные покрытия целесообразно наносить с добавками клеящих веществ. Далее подложка подвергается сушке с последующим осуществлением контроля толщины нанесенного слоя (например, взвешиванием подложки заданной площади). В зависимости от формы и размера участка отливки, которому необходимо придать специальные свойства, производится раскрой подложки. Подложка прикрепляется к модели из пенополистирола с использованием клеевых составов, не приводящих к деструкции материала модели (ПВА, КМЦ и т.п.). Модель окрашивается газопроницаемой противопригарной краской, после высыхания которой помещается в контейнер (опоку) и засыпается опорным материалом. Объем модели заполняется металлическим расплавом.
Подложка в зависимости от желаемого результата может быть выполнена из инертного материала, который выгорает при заливке моделей металлическим расплавом (например, на бумажной основе), либо из материала, вступающего в физико-химическое взаимодействие с металлическими расплавами или с отдельными компонентами расплавов. Во втором случае легирующие элементы или их соединения могут быть введены в состав подложки. Например, подложка может быть выполнена в виде металлической фольги. При этом на нее также могут наноситься дополнительно другие легирующие элементы, в том числе способные к физико-химическому взаимодействию как с подложкой, так и с металлическими расплавами.
Примеры конкретного исполнения.
Пример 1. На бумажную подложку нанесли слой пасты, состоящей из карбида бора фракцией 0,1 мм с добавкой клея для лучшей адгезии к подложке. Затем подложку наклеили на поверхность модели из пенополистирола. Далее к модели приклеивали литниковую систему и окрашивали антипригарным газопроницаемым покрытием с последующей сушкой. Полученный модельный блок поместили в опоку, засыпали несвязанным формовочным материалом (песком) и залили расплавом стали 45. Поверхностный легированный слой полученной отливки имел повышенную твердость по сравнению с объемом отливки за счет наличия в нем борида и карбида железа. Твердость легированного поверхностного слоя составила Н50 897÷714 (67÷61 HRC), а основного металла Н50 442÷483 (45÷48 HRC). В данном случае подложка выполнена из инертного по отношению к расплаву материала. При заливке модели под действием термической энергии заливаемого расплава бумажная подложка выгорает и происходит контакт расплава с карбидом бора, при взаимодействии с которым и происходит легирование поверхности. Глубина легированного слоя составила 1,1÷1,3 мм.
Пример 2. В качестве подложки взяли пластину из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 0,2 мм, которую приклеили к поверхности модели из пенополистирола. Далее к модели приклеивали литниковую систему и окрашивали антипригарным газопроницаемым покрытием с последующей сушкой. Полученный модельный блок поместили в опоку, засыпали несвязанным формовочным материалом (песком) и залили расплавом стали 10. Легированная поверхность полученной отливки имела химический состав материала подложки и отличалась по составу от основного металла. При заливке модели под действием термической энергии заливаемого расплава стальная подложка растворяется в поверхностном слое и происходит легирование поверхности. Глубина легированного слоя составила 0,2 мм.
Пример 3. То же, что и в примере 2, только вместо пластины из нержавеющей стали в качестве подложки взяли молибден-рениевую фольгу толщиной 0,02 мм. Легированная поверхность полученной отливки дополнительно содержала молибден и рений (произошло взаимодействие и растворение подложки с расплавом при заливке), что повысило твердость легированного слоя отливки и ее жаростойкость.
Пример 4. На подложку из нержавеющей стали нанесли слой пасты, состоящей из порошка хрома фракцией 3 мкм с добавкой клея для лучшей адгезии. Затем приклеили подложку к модели из пенополистирола три стороной, на которую нанесена паста, содержащая хром. Поверхностный легированный слой полученной отливки из стали 45 обогащен хромом и элементами из нержавеющей пластины. Кроме того, легированный слой обладает высокой твердостью по сравнению с основным металлом за счет наличия в нем карбида хрома типа Сr23С6 (твердость карбидной составляющей легированного слоя составила Н50 754÷677 (63÷59 HRC), а твердость основного металла HV5 447÷466 (45÷46,5 HRC)). Карбид хрома образуется при взаимодействии хрома и углерода заливаемого расплава - стали 45.
Пример 5. На поверхность модели из пенополистирола приклеили две бумажные подложки одна поверх другой, причем на первую подложку нанесли слой пасты состоящей из порошка хрома фракцией 3 мкм, а на другую - слой пасты из сажи. Далее к модели приклеивали литниковую систему и окрашивали антипригарным газопроницаемым покрытием с последующей сушкой. Полученный модельный блок поместили в опоку, засыпали несвязанным формовочным материалом (песком) и залили расплавом стали 10. Поверхностный легированный слой полученной отливки имел повышенную твердость по сравнению с объемом отливки за счет наличия в нем карбида хрома, который образовался при взаимодействии расплава с легирующими элементами с подложек (с хромом и сажей). Кроме того, поверхностный слой дополнительно обогатился хромом (11%) и углеродом (1,5%).
Claims (7)
1. Способ легирования поверхности изделий из железоуглеродистых сплавов при литье по газифицируемым моделям, отличающийся тем, что легирующие элементы или их соединения наносят на подложку, которую прикрепляют к поверхности модели.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложка выполнена из инертного по отношению к железоуглеродистым сплавам материала.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложка содержит легирующие поверхность изделия элементы.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что легирующие элементы или их соединения наносят на подложку слоями.
5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что к выбранному участку модели прикрепляют несколько подложек одна поверх другой с легирующими элементами или их соединениями.
6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на одну или обе стороны подложки наносят клеящий состав.
7. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что подложку крепят к поверхности модели той стороной, на которую нанесены легирующие элементы или их соединения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109709/02A RU2475331C2 (ru) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Способ легирования поверхности металлических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109709/02A RU2475331C2 (ru) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Способ легирования поверхности металлических изделий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011109709A RU2011109709A (ru) | 2012-09-20 |
RU2475331C2 true RU2475331C2 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=47077135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109709/02A RU2475331C2 (ru) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Способ легирования поверхности металлических изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475331C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2594060C2 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям |
RU2660446C2 (ru) * | 2016-10-28 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Способ поверхностного легирования отливок из металлических сплавов на заданную глубину |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4112000A1 (de) * | 1991-03-23 | 1992-09-24 | Karl Lange | Verfahren zur herstellung von verschleissgeschuetzten gussstuecken |
RU2103110C1 (ru) * | 1993-07-07 | 1998-01-27 | Акционерное общество "Армалит" | Литейная песчаная форма для получения отливок |
RU2207218C2 (ru) * | 2001-08-01 | 2003-06-27 | Брянская государственная инженерно-технологическая академия | Способ изготовления композиционных чугунных отливок |
RU2300441C1 (ru) * | 2005-09-26 | 2007-06-10 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок из чугуна доменной плавки |
RU2391177C2 (ru) * | 2008-01-24 | 2010-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Способ модифицирования поверхности отливок |
-
2011
- 2011-03-15 RU RU2011109709/02A patent/RU2475331C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4112000A1 (de) * | 1991-03-23 | 1992-09-24 | Karl Lange | Verfahren zur herstellung von verschleissgeschuetzten gussstuecken |
RU2103110C1 (ru) * | 1993-07-07 | 1998-01-27 | Акционерное общество "Армалит" | Литейная песчаная форма для получения отливок |
RU2207218C2 (ru) * | 2001-08-01 | 2003-06-27 | Брянская государственная инженерно-технологическая академия | Способ изготовления композиционных чугунных отливок |
RU2300441C1 (ru) * | 2005-09-26 | 2007-06-10 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок из чугуна доменной плавки |
RU2391177C2 (ru) * | 2008-01-24 | 2010-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Способ модифицирования поверхности отливок |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2594060C2 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям |
RU2660446C2 (ru) * | 2016-10-28 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Способ поверхностного легирования отливок из металлических сплавов на заданную глубину |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011109709A (ru) | 2012-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2391177C2 (ru) | Способ модифицирования поверхности отливок | |
RU2005107702A (ru) | Способ литья и средства для его осуществления | |
JPH03210960A (ja) | 鉄への耐摩耗性物質含浸方法 | |
KR20100017588A (ko) | 반응 가스 결함을 방지하기 위한 주조 주형 및 심형용 코팅 화합물 | |
CA2500782A1 (en) | Surface modification of castings | |
JP2002537141A (ja) | パターンドコンクリート表面を作る方法 | |
CN103495702B (zh) | 一种改变铸件凝固散热条件的熔模精密铸造方法 | |
RU2475331C2 (ru) | Способ легирования поверхности металлических изделий | |
RU2510304C2 (ru) | Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок | |
RU2473411C1 (ru) | Способ получения отливок с заданными свойствами требуемых участков поверхности заданной глубины литьем по газифицируемым моделям | |
RU2314891C1 (ru) | Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям | |
RU2455103C2 (ru) | Способ получения отливок с заданными свойствами требуемых участков поверхности на заданную глубину при литье по газифицируемым моделям, в частности, бурового и режущего инструмента | |
RU2581336C1 (ru) | Способ легирования поверхности отливок из железоуглеродистых сплавов | |
CN107486542A (zh) | 一种新型精铸制壳工艺 | |
RU2660446C2 (ru) | Способ поверхностного легирования отливок из металлических сплавов на заданную глубину | |
CN102728785A (zh) | 消失模铸造发动机缸体的激冷涂料及其制备方法 | |
RU2619548C2 (ru) | Способ изготовления отливок литьем по газифицируемым моделям | |
RU2620422C2 (ru) | Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям | |
RU2744688C1 (ru) | Способ модифицирования и легирования отливок при формообразовании литьем по газифицируемым моделям | |
RU2675675C1 (ru) | Способ модифицирования и легирования отливок при литье по газифицируемым моделям | |
US8136571B2 (en) | Carbidic outer edge ductile iron product, and as cast surface alloying process | |
RU2735384C1 (ru) | Способ легирования поверхности отливок из железоуглеродистых сплавов боридами хрома | |
RU2594060C2 (ru) | Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям | |
RU2612476C1 (ru) | Способ легирования поверхности отливок из железоуглеродистых сплавов | |
CN102974804B (zh) | 表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140316 |