SU990415A1 - Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank - Google Patents

Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank Download PDF

Info

Publication number
SU990415A1
SU990415A1 SU813259252A SU3259252A SU990415A1 SU 990415 A1 SU990415 A1 SU 990415A1 SU 813259252 A SU813259252 A SU 813259252A SU 3259252 A SU3259252 A SU 3259252A SU 990415 A1 SU990415 A1 SU 990415A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
layer
hardened material
producing metal
billet
layer blank
Prior art date
Application number
SU813259252A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Валентинович Соколов
Николай Станиславович Траймак
Геннадий Иосифович Залужный
Original Assignee
Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU813259252A priority Critical patent/SU990415A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU990415A1 publication Critical patent/SU990415A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНОЙ ЗАГОТОВКИ МЕТАЛЛ-ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫЙ МАТЕРИАЛ(54) METHOD OF MANUFACTURING A TWO-LAYERED PREPARATION OF METAL-DISPERSABLE-STRENGTH MATERIAL

1one

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано дл  получени  двухслойных заготовок из металла и дисперсноупрочненного материала.The invention relates to metallurgy, in particular to foundry, and can be used to produce two-layer billets of metal and a dispersion-strengthened material.

Известен способ изготовлени  отливок, по которому, с целью повышени  износостойкости поверхностного сло  отливок, в полость литейной формы со стороны рабочей поверхности отливок помещают различные твердые добавки, например, гранулированного алюмини  и куски износостойкого чугуна 1.There is a known method for producing castings, in which, in order to increase the wear resistance of the surface layer of castings, various solid additives are placed on the working surface of the castings on the side of the castings, for example, granulated aluminum and wear-resistant iron pieces 1.

Однако этот способ недостаточно эффективен при работе в услови х абразивного изнашивани , знакопеременных нагрузок и высоких температур.However, this method is not sufficiently effective when operating under conditions of abrasive wear, alternating loads and high temperatures.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае1)му результату  вл етс  способ получени  биметаллических заготовок, предусматривающий подплавление металлической заготовки на глубину , равную 0,04-0,5 толщины заготовки, введение в расплав подплавленного сло  упрочн ющих добавок и кристаллизацию расплавленного металла под слоем обогреваемого шлака с поддерживанием температурыThe closest to the technical essence of the invention and the achieved result is a method for producing bimetallic billets, which involve melting the metal billet to a depth of 0.04-0.5 billet thickness, introducing hardening additives into the melt of the melted metal and crystallizing the molten metal under a layer of heated slag with temperature control

щлака выше температуры плавлени  металла 2.slag above the melting point of metal 2.

Недостатками известного способа  вл ютс  неудовлетворительное качество отливок , вызванное по влением усадочных раковин и пористости при кристаллизации, и вследствие этого снижение прочности и износостойкости биметаллической заготовки. Кроме того, известным способом невозможно изготовить двухслойную отливку, основа которой имеет намного ниже температуру The disadvantages of this method are the unsatisfactory quality of the castings caused by the appearance of shrink holes and porosity during crystallization, and as a result, the strength and wear resistance of the bimetallic billet are reduced. In addition, in a known manner it is impossible to make a two-layer casting, the base of which has a much lower temperature.

10 плавлени , чем температура плавлени  вводимых легирующих компонентов. Например , основа-цинк, вводимые компоненты - карбиды, бориды, нитриды.10 melting point than the melting point of the introduced alloying components. For example, the base is zinc, the input components are carbides, borides, nitrides.

Целью изобретени   вл етс  повышениеThe aim of the invention is to increase

,5 прочности, плотности и износостойкости двухслойной заготовки., 5 strength, density and wear resistance of a two-layer billet.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему подплавление металлической заготовки на глубину, равную 0,04-0,5 толщины заготовки, и вве20 дение упрочн ющих добавок в расплав подплавленного сло , подплавление ведут энергией плазмы до жидко-твердого состо ни , а добавки, преимущественно в виде карбидов , боридов, нитридов, ввод т в подплавленный слой распылением их струеп плазмы при одновременном перемешивании расплава этого сло  заготовки, причем после сформировани  двухслойной заготовки ее подпрессовывают (в разъемной матрице) до полной кристаллизации.This goal is achieved by the fact that according to the method, which includes melting a metal billet to a depth equal to 0.04-0.5 of the thickness of the billet, and introducing reinforcing additives into the melt of the melted layer, melting the plasma to a liquid-solid state, and additives, mainly in the form of carbides, borides, nitrides, are injected into the fused layer by spraying their plasma streams while simultaneously mixing the melt of this layer of the preform, and after forming a two-layer preform, it is pressed into ( emutable matrix) until complete crystallization.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Заготовку устанавливают в кварцевый тигель и подплавл ют на необходимую глубину дуговой плазмой, после чего в подплавленную часть заготовки, наход щуюс  при те.мпературе жидко-твердого состо ни , плазменной струей ввод т нерастворимые дисперсные частицы при непрерывном перемешивании расплава посредством щнековой мешалки. Затем заготовку устанавливают в разъемную матрицу и подпрессовывают.The billet is installed in a quartz crucible and is arc fused to the required depth by an arc plasma, after which insoluble dispersed particles are introduced into the melted portion of the billet at the temperature of the liquid-solid state by means of a screw stirrer. Then the workpiece is installed in a separable matrix and is pressed.

Пример. Твердую заготовку из сплава на основе цинка состава, мае. °/о: алюминий 9,0-12, медь 1,0-1,5, цинк остальное, диаметром 100 мм и высотой 150 мм по.мещают в кварцевый тигель. Верхнюю часть заготовки подплавл ют струей плазмы, генерируемой дуговым плазмотроном УПУ-ЗД, до темнературы 390 ± 5°С, лежащей в интервале температур начала и конца кристаллизации . При этой температуре расплав представл ет собой устойчивую жидко-твердую массу с высокой в зкостью и высокой адгезионной способностью к твердым инородным частицам независимо от их природы и условий смачивани  жидким металлом. Подплавление заготовки осуществл ют на глубину 50 мм, которую контролируют металлическим щупом. Режим работы плазмотрона: сила тока 300 А, напр жение 60 В, расход плазмообразующ.ето газа (аргона) 2,8- 3,0 .Example. Solid billet of zinc-based alloy, May. ° / o: aluminum 9.0–12, copper 1.0–1.5, zinc else, with a diameter of 100 mm and a height of 150 mm, are placed in a quartz crucible. The upper part of the preform is fused with a plasma jet generated by an UPU-ZV arc plasma torch to a temperature of 390 ± 5 ° C, which lies in the temperature range of the onset and end of crystallization. At this temperature, the melt is a stable liquid-solid mass with a high viscosity and high adhesion to solid foreign particles, regardless of their nature and conditions of wetting with a liquid metal. The workpiece is fused to a depth of 50 mm, which is controlled by a metal probe. The mode of operation of the plasma torch: current of 300 A, voltage of 60 V, consumption of plasma-forming gas (argon) 2.8-3.0.

После подплавлени  заготовки-испытате;1  в плазменную струю ввод т порошок карбида бора (ГОСТ 3647-71) дисперсностью 150-180 мкм. При прохождении через плазменную струю частицы карбида бора измель91 ,0After fusion of the preform-test; 1, boron carbide powder (GOST 3647-71) with a dispersity of 150-180 µm is injected into the plasma jet. When passing through the plasma jet, particles of boron carbide, milled 91, 0

15 18 2015 18 20

101,3 121,5101.3 121.5

чаютс  до 50-70 мкм и подаютс  равномерным потоком на поверхность непрерывно перемешиваемой шнековой мешалкой, приводимой в движение электродвигателем, жидкотвердой массы. Количество упрочн юш.их частиц в объеме подплавленного металла регулируетс  временем обработки расплава и составл ет 15-20 мае. %. После введени  частиц .мешалку извлекают. Затем заготовку вынимают вместе с кварцевым тиглем и помещают в разъемную матрицу, высота которой соответствует высоте заготовки. Матрицу устанавливают на пресс и подпрессовывают расплав до полной его кристаллизации пуансоном, диаметр которого соответствует диа.метру заготовки.They reach up to 50-70 microns and are fed uniformly to the surface by a continuously stirred screw mixer, driven by an electric motor, of a liquid-solid mass. The amount of hardened particles in the volume of the melted metal is regulated by the melt processing time and is 15-20 May. % After the particles are introduced, the mixer is removed. Then, the workpiece is removed together with a quartz crucible and placed in a split matrix, the height of which corresponds to the height of the workpiece. The matrix is placed on the press and the melt is pressed into until the complete crystallization of the core by a punch, the diameter of which corresponds to the diameter of the workpiece.

В полученной двухслойной заготовке цинковый сплав - дисперсно-упрочненный материал . Толщина сло  цинкового сплава составл ет 100 мм, а сло  дисперсно-упрочненного материала с учетом введени  дисперсных частиц карбида бора и подпрессовки 40-45 мм. Заготовка имеет высокую плотность и надежное соединение слоев.In the resulting two-layer billet, zinc alloy is a dispersion-strengthened material. The thickness of the zinc alloy layer is 100 mm, and the layer of dispersion-strengthened material, taking into account the introduction of dispersed particles of boron carbide and prepressing 40-45 mm. The workpiece has a high density and reliable connection of the layers.

Испытани  на износостойкость двухслойной заготовки провод т на машине типа МИ-1 при нагрузке 6 кгс/см и скорости трущихс  поверхностей 0,6 м/с. Контртелом служит термообработанна  сталь 45.Tests for wear resistance of a two-layer billet were carried out on an MI-1 type machine with a load of 6 kgf / cm and a sliding surface speed of 0.6 m / s. The counterbody is heat treated steel 45.

Способ пригоден практически дл  всех сплавов, кристаллизуЕощихс  в интервале температур ликвидус-солидус, например сплавов на основе Fe, Си, Ai, Zn и т. д.The method is suitable for almost all alloys that crystallize in the temperature range of liquidus-solidus, for example, alloys based on Fe, Cu, Ai, Zn, etc.

Область применени  таких заготовок определ ют услови ми эксплуатации деталей, от которых требуетс  сочетание высокой прочности и износостойкости рабочей части с хорошей в зкостью и пластичностью конструкционной .The field of application of such blanks is determined by the conditions of operation of the parts, which require a combination of high strength and wear resistance of the working part with good viscosity and structural ductility.

Ввиду того, что твердость боридов, нитридов и карбидов приблизительно одинакова в конкретном случае, эффект от введени  в расплав нитридов или боридов равной дисперсности аналогичен эффекту, полученному от введени  в расплав карбидов. Результаты представлены в табл. 1-3.Since the hardness of borides, nitrides, and carbides is approximately the same in a particular case, the effect of introducing equal disperse nitrides or borides into the melt is similar to the effect obtained by introducing carbides into the melt. The results are presented in table. 1-3.

Таблица 1Table 1

0,004 0,004

107 110 0,003 112 0,003107 110 0.003 112 0.003

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 501831,/кл. В 22 D 19/02, 974.1. USSR Author's Certificate No. 501831, / cl. B 22 D 19/02, 974. 2.Авторское свидетельство СССР № 697253, кл. В 22 D 19/00, 1979.2. USSR author's certificate number 697253, cl. B 22 D 19/00, 1979.
SU813259252A 1981-03-16 1981-03-16 Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank SU990415A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813259252A SU990415A1 (en) 1981-03-16 1981-03-16 Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813259252A SU990415A1 (en) 1981-03-16 1981-03-16 Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU990415A1 true SU990415A1 (en) 1983-01-23

Family

ID=20947221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813259252A SU990415A1 (en) 1981-03-16 1981-03-16 Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU990415A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5979534A (en) Die casting method
US4915908A (en) Metal-second phase composites by direct addition
US3067473A (en) Producing superior quality ingot metal
EP0680521B1 (en) Ferrous metal alloys, in particular for casting rolling mill rolls
EP0907756B1 (en) Processing of electroslag refined metal
US20060230876A1 (en) Method for producing alloy ingots
EP0460900B1 (en) Forming composite materials
US4853182A (en) Method of making metal matrix composites reinforced with ceramic particulates
SU990415A1 (en) Method of producing metal-dispersion hardened material two-layer blank
US5052331A (en) Apparatus for gas-metal arc deposition
US3669178A (en) Direct reduction process and simultaneous continuous casting of metallic materials in a crucible to form rods
DE4420496A1 (en) Molten metallurgical mfr. of hard materials or oxide(s)
CA1120521A (en) Method and apparatus for producing a non-split metal workpiece formed as a cast hollow billet with a bottom part
JPS6114065A (en) Manufacture of metallic block, casting or section into whichhard metallic particle is buried and device thereof
US5230382A (en) Process of producing individual eccentric cams from cast metal
US3482259A (en) Process of producing ledeburitic tool steel
RU2163269C1 (en) Method for making laminate ingots by electroslag refining
Kirk Problems in high-speed steel manufacture and use: A challenge for economic powder metallurgy processing
RU2136440C1 (en) Method of centrifugal casting of blanks of cast iron cylindrical bushings
Spiegelhauer Industrial production of tool steels using the spray forming technology
WO1994026942A1 (en) Engineering ferrous metal products and electroslag refining method of making such products
Kuskov et al. Disperse-Hardened Composite Production of Homogeneous Chemical Composition by Electroslag Cladding and Remelting
RU2032754C1 (en) Method for manufacture of roll
US7354549B2 (en) Cast iron member manufacturing method
US4265295A (en) Method of producing steel ingots