SU749561A1 - Способ изготовлени износостойких отливок - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к литейному производству , в частности к армированному литью дл  упрочнени  рабочих поверхностей деталей, работающих в услови х абразивного износа при нормальных и повышенных температурах.

Известны способы упрочнени  рабочих поверхностей деталей, при которых порошок твердого сплава фиксируют на поверхности пластичной пленки с помощью св зывающего материала и пленку вставл ют в литейную форму будущей детали. Затем форму заливают расплавленным металлом 1.

Недостаток указанного способа заключаетс  в том, что нельз  нанести износостойкий слой достаточной толщины, так как его нужно нагреть до температуры плавлени  за счет передачи тепла от литейного сплава и за счет этого значительно повысить износостойкость изделий. Кроме того, пленка недостаточно надежн о фиксирует порощок твердого сплава на поверхности детали .

Известны способы изготовлени  литых деталей с износостойкой поверхностью, заключающиес  в том, что поверхность деталей , работающа  на истирание, облицоеываётс  твердосплавными пластинами, которые в определенном пор дке устанавливают в литейную форму на рабочей поверхности будущей детали. Затем их неподвижно за- крепл ют с помощью планок с отверсти ми i 2, 3 и 4.

Отверсти  между планками служат дл  протекани  жидкого металла. Жидкий металл при отливке откружает твердосплавные частицы, смачивает их и надежно схватываетс  с ними при кристаллизации, образу  износостойкую поверхность.

Недостатки таких способов - крепежные планки преп тствуют свободному доступу жидкого металла к твердосплавным частицам и, вследствие этого, возможно сплавление основного металла с твердосплавными частицами.

Износостойкость детали можно повысить , если увеличить площадь твердосплавных частиц. Однако при этом одновременно следует увеличить площадь крепежных планок и, вследствие этого, ухудшитс  доступ литейного сплава к твердосплавным частицам .

Жидкий металл сначала взаимодействует с крепежными планками, планки нагреваютс . При перегреве возможна их деформаци  и нарушение надежной фиксации твердосплавных частиц. Цель изобретени  - усовершенствование технологического процесса изготовлени  деталей с износостойкой поверхностью и увеличени  их износостойкости. Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе изготовлени  -износостойких отливок , твердосплавные пластины перед установкой в литейную форму нанизывают на металлические стержни. Заливку литейной формы осуществл ют расплавленным металлом, полученным при электрошлаковой наплавке. Плош.адь, зан та  твердосплавными пластинами, составл ет 10-80% от общей площади рабочей поверхности издели . При отливке издели  жидкий металл имеет свободный доступ к твердосплавным частицам и хорошо их нагревает , смачивает и при кристаллизации надежно с ними сплавл етс . На фиг. 1 показана схема изготовлени  литой детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами; на фиг. 2 - схема изготовлени  детали с износостойкой поверхностью облицованной твердосплавными частицами методом электрощлаковой наплавки. Схема включает литейную форму (кристаллизатор ) 1, твердосплавные пластины 2 с отверсти ми, металлический стержень 3, расплав 4, проволочный электрод 5, мундштук 6, шлаковую ванну 7, наплавленный металл 8, упрочн емую деталь 9. Литейна  форма представл ет собой медный кристаллизатор , охлаждаемый проточной водой 10, на дно формы устанавливаетс  графитовый поддон 11. Электрод находитс  на рассто нии 15-30 мм от поверхности твердосплавных пластин. За счет тепла, выдел ющегос  в шлаковой -занне, электрод плавитс  и образуетс  ванна расплавленного металла, который смачивает твердосплавные частицы, нагревает их и надежно с ними сплавл етс  после кристаллизации. Крепежные стержни защищены от воздействи  расплавленного шлака и металла твердосплавными частицами . Изготовлены опытные литые образцы, рабоча  поверхность которых армирована пластинами из спеченного твердого сплава. Заводы твердых сплавов изготавливают твердосплавные пластины с отверсти ми дл  механического креплени  на оправках режущего инструмента. Значительна  часть этой продукции непригодна дл  оснастки режущего инструмента. Эта часть бракуетс  и скапливаетс  в виде отходов. Используютс  отходы производства твердосплавных пластин размерами 20 X 20 X 6 мм с отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизывают на стержень из проволоки диаметром 5 мм, а затем закрепл ют в литейной форме с таким расчетом, чтобы они занимали 60% рабочей поверхности будущей детали. Литейную форму заливают жидкой сталью марки 25Л, нагретой до 1600°С. После кристаллизации из детали вырезают темплеты дл  исследовани  макро- и микроструктуры наплавленного металла. В результате исследовани  установлено, что сплавление твердых частиц с основным металлом надежное. Стальные стержни сохран ют от непосредственного воздействи  расплавленного металла и, вследствие этого, не деформируют. Кроме того, изготовлен комплект звездочек дробилок агломерата, рабоча  поверхность которых армирована пластинами из спеченного твердого сплава. Используют отходы производства твердосплавных пластин, предназначенных дл  оснастки режущего инструмента . Пластины имеют размеры 20 X 20 X 6 мм с отверстием диаметром 5 мм. Пластины нанизывают на проволочные стержни диаметром 5 мм, а затем закрепл ют на внутренней полости кристаллизатора. Электрошлакова  наплавка лопастей дробилок агломерата производитс  по схеме, указанной на фиг. 2. Сварочные электроды при наплавке наход тс  на рассто нии 30 мм от поверхностей твердосплавных пластин. В процессе наплавки твердосплавные пластины контактируют с жидким щлаком, а затем с расплавленным металлом смачиваютс  последним и после кристаллизации надежно с ним соедин ютс . Комплект наплавленных звездочек, армированных твердосплавными пластинами, передан на аглофабрику дл  производственных испытаний. Предлагаемый способ позвол ет улучшить качество изделий за счет обеспечени  свободного доступа расплавленного металла к твердосплавным частицам. Повышаетс  износостойкость деталей в 1,5-2 раза за счет увеличени  процентного отношени  площади армированного твердосплавными частицами по отношению к общей площади рабочей поверхности детали. При использовании крепежных пластин с увеличением количества твердосплавных частиц необходимо увеличивать количество или размеры крепежных пластин, что закрывает доступ жидкого металла к твердосплавным пластинам. Возможно армирование твердосплавными пластинами не только поверхности, но и внутреннего объема упрочн емой детали. Упрощаетс  технологи  креплени  твердосплавных пластин. Обеспечиваетс  надежность закреплени  твердосплавных частиц, так как стержни не контактируют с расплавленным металлом, не прогреваютс  и сохран ют свою форму. Изобретение может быть использовано дл  упрочнени  деталей металлургического, горного и размольного оборудовани , работающих в услови х абразивного износа.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления износостойких отливок, включающий установку твердосплавных пластин в литейную форму, их закрепление в ней и заливку расплава, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости и повышения качества отливок, твердосплавные пластины перед установкой в литейную фор-му нанизывают на. металлический стержень.