(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-ЛЕГИРОВАННЫХ ОТЛИВОК
Изобретение относитс к области металлургии, в частности к химикотермической обработке, и может быть использовано дл получени поверхност но-легированных отливок с хорошей прочностью и пластичностью сердцевины . .Известен способ создани материалов , отвечающих требовани м эксплуатации их при высоких температурах и осевых нагрузках, заключающийс в получении ориентированной структуры однонаправленным осевьм теплоотводомр Однако существующий способ в р де случаев требует проведени дополнительной химико-термической обработки с целью получени , например, высокой жаростойкости, износостойкости, твердости поверхностного сло деталей. Наиболее близким техническим решением к предложенному вл етс способ получени отливок с поверхностно-легированным слоем, включающий нанесение на рабочую поверхность литейной JjopMbi сло легируницего покрыти , предварительный подогрев ее, заливку расплавленного металла, выдержку с подогревом в нагревателе и последующее охлаждение 2. Однако способ не позвол ет получить заданную толщину насьшданного сло и исключает возможность ее регулировани по длине отливки, что в зависимости от условий эксплуатации деталей бывает необходимо, например, при работе выталкивателей гор чештампового Инструмента. Кроме того, сердцевина отливки, полученной в условии объемной кристаллизации, характеризуетс относительно низкой прочностью и пластичностью, Целью изобретени вл етс обеспечение регулировани тол1цины поверхностно-легированного сло по длине отливки с одновременным повышением прочности и пластичности ее сердцевины , Поставленна цель достигаетс в способе, включающем нанесение на рабочую поверхность литейной формы сло легирующего покрыти , предварительный подогрев ее, заливку расплавленного металла, вьздержку с подогревом в нагревателе и последующее охлаждение, поверхностное легирование ведут в установке дл направленного затвердевани , размеща литейную форму, на поддоне-холодильнике , предварительный нагрев литейной формы ведут до температуры на 50-tOO C выше температуры ликвидуса заливаемого сплава, причем после выдержки литейную форму вывод т из нагревател вниз со скоростью 0,52 мм/мин. Фбрму заливают расплавленным металлом и помещают в высокотемпературную камеру установки дл -направленной кристаллизации. Прдэцесс насьщени происходит при запивке металла и во всем интервале его кристаллизации с одновременным формированием продольно ориентированной столбчатой структуры сердцевины, образующейс при однонаправленном охлаждении жидкого металла . Создание ориентированной структуры обеспечивает повышенные показатели пластичности и прочности. Пример. Проводили поверхностное легирование отливок бором. Смесь порошкообразных компонентов и жидкого стекла состава, вес.% карбид бора 35, фтористый натрий 5, железна окалина 45, растворимое стекло 15 (размер фракции порошковьпс ком понентов 0,1-0,2 мм) наносили толщиной А-5 мм на внутреннюю поверхность литейной формы кистью. Затем форма с диффузионно-активным покрытием подвер галась сушке в электропечи ripH температуре в течение 30 мин. Форма была подготовлена дл получени литых образцов диаметром 20 мм и-длиной 50 мм. Подготовленную форму помещали в высокотемпературную камеру и прогре вали до 1200-1300 С, после чего прово дили заливку жидкой стали 50 с температурой 170СРс. Форму с расплавленным металлом устанавливали на водоохлаждаемое основание, вл ющеес конструк тивной частью (кристаллизатором) установки дл направленной кристаллиза ции, помещали в камеру установки с температурой на 50-100 С, превьш1ающей линию ликвидус 1550, 1575, . Выдерживали при этой температуре в течение 15 мин и затем выводили из камеры со скоростью 0,5-2 мм/мин: сверху вниз. Дл предотвращени выгорани углерода через камеру пропускали аргон. После кристаллизации и охлаждени отливок проводились металлографические, рентгёнографические исследовани и испы- , тани на раст жение. Результаты исследований представлены в таблице. Компоненты состава примен лись в, виде: технический карбид бора (гост 3647-71), натрий фтористый марки Ч (гост 4463-66), железна окалина (отход кузнечно-прессового производства ), жидкое стекло (ГОСТ I3076-6Д Результаты металлографического и рентгеноструктурного анализов свидетельствуют , что диффузионные слои состо т из боридной звтектики и имеют различную глубину по длине отливки. Микротвердость поверхностных слоев при этом 1200-1300 кгс/мм, в то врем как микротвердость велегированных образцов 250-300 кгс/мм. Сердцевина представл ет собой структуру столбчатых кристаллов с преимущественным направлением роста fllOj В случае использовани известного способа получени поверхностно-легированных отливок по прототипу (заливка стали 50 с температурой в аналогичную форму с таким же лйгирующим покрытием получались отливки, у которых толщина борированного сло составл ет 1,25 мм. Проведенные испытани показали, что предел прочности на разрыв таких образцов составл ет СГр 55 кгс/мм , а относительное удлинение О 13%. Данные испытаний свидетельствуют, что показатели прочности в 1, показатели пластичности в 1,8 раза выше при использовании предложенного ,способа по сравнению со способом, вз тым за прототип. При этом толщина сло высокотвердых боридов возрастает вследствие увеличени длительности высокотемпературного взаимодействи формы и стали.