Способ поверхностного легирования отливок

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения точных отливок с улучшенными свойствами поверхностного слоя. Цель изобретения - повьш1ение качества поверхностно-легированных отливок.. Способ включает нанесение слоя легирующего покрытия плазменным напылением на поверхность литейной формы. Покрытие наносят в два слоя: перед нанесением легируклцего покрытия -слоя флюса, а после - теплоизолирующий слой металла, например железного порошка. Эти приемы позволяют создать требуемый градиент температур на поверхности отливки и способствуют образованию промежуточной по свойствам переходной зоны. 1 табл. с S laaci СО САЭ сл ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (д1) 4 В 22 D 27/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

))С) ()у :(-, О(1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, : 13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3936103/22-02 (22) 18.07.85 (46) 30.05.87, Вюл. В 20 (71) Восточно-Сибирский технологический институт (72) Н).П.Аганаев, Л.Н.Упкунов, И.Б.Обунеев, Д.М.Махаров и Ц.Д.Мангатаев (53) 621.744.527.7:621.746.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1079354, кл. В 22 D 27/20, 1958.

Материаловедение в машиностроении/Сборник. Минск: Высшая школа, 1983, с. 80-81. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения точных отливок с улучшенными свойствами поверхностного слоя. Цель изобретения - повышение качества поверхностно-легированных отливок. Способ включает нанесение слоя легирующего покрытия плазменным напылением на поверхность литейной формы, Покрытие наносят в два слоя: перед нанесением легирующего покрытия - слоя флюса, а после — теплоиэолирующий слой металла, например железного порошка. Эти приемы позволяют создать требуемый градиент температур на поверхности отливки и способствуют образованию промежуточной по свойствам переходной эоны.

1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения точных отливок с улучшенными свойствами поверхностного слоя. 5

Цель изобретения — повышение качества поверхностно-легированных отливок.

Способ поверхностного легирования отливок осуществляют следующим образом.

На поверхность литейной формы плазменным напылением наносят слой молотого сварочного флюса толщиной 0,„20,3 мм, после чего наносят слой леги-15 рующего покрытия толщиной 1-3 мм,, затем теплоизолирующий слой металла толщиной 1-2 мм. Литейную форму с нанесенным покрытием заливают жидким металлом.

Наличие теплоиэолирующего слоя обеспечивает зернограничное плавление легированного металла, при кото-! ром сохраняются положение частиц слоя относительно друг друга и по- верхности отливки, высокая деформационная способность, а также достигается надежное сцепление между частицами и легированного слоя с основным.

Способ может быть осуществлен при различных сочетаниях материалов, напыляемых на форму слоев. Подбор материалов для получения покрытия

35 осуществляют исходя из температуры зернограничного плавления легированного слоя и химсостава материала основы.

В частности, могут быть исполь-. зованы сварочные флюсы АН-348, ОСЦ-45,АН-60,АН-8,АН-20C,АН-22 (ГОСТ

9087-69) и т,д., легированные порошки ПГ-УС25, ПГ-АН1, ПГ-СР2, ПГ-СР3 (ГОСТ 21448-75) и т.д., порошки для получения теплоиэолирующего слояпорошок железный ПЖ-О, ПЖ-1N, ПЖ-2М (ГОСТ 9849-74), порошок кобальта ПК1, ПК-2.(ГОСТ 9721-71), порошок никеля ПНК1, Л5 (ГОСТ 9722-79), ° порошок алюминия ПА-1, ПА-2 (ГОСТ 5494-71), порошок алюминиевого сплава, содержащего 7: Si 25, И 5-7, А1 (ЦМТУ 08-140-68), и т„д.

Пример, На поверхность литей- 55 ной формы, изготовляемой из кварцевого песка в смеси с 57. пульверке-. лита, наносят слой молотого сварочного флюса АН-348 толщиной 0,3 мм

56 2 до получения стекловидной поверхности формы, Затем наносят слой легированного прошка ПГХН80-СР2 толщи-. ной 3 мм и теплоизолирующий слой железного порошка ПЖ-1N толщиной

2 мм. Для нанесения слоев используюплазмотрон ГН-5Р при напряжении дуги 110 В и токе 320 А. Расстояние между плаэмотроном и поверхностью формы составляет 50-100 мм. Форму с нанесенным покрытием заливают сталью 25 Л, выплавленной в индукционной печи. После затвердевания форму разрушают, а отливку испытывают на адгезионную прочность и структурное состояние.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным отражены в таблице, Как следует.из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает увеличение толщины. легированного слоя в 6 раз, увеличение адгеэионной прочности более, чем в 2 раза, уменьшение количества пор в 6 раз, уменьшение отклонений отливки от заданной формы в

5 раз, уменьшение шероховатости отливки в 2 раза.

Кроме того, использование предлагаемого способа получения поверхностно-легированных отливок обеспечивает по сра.внению со способом по прототипу управление качеством отливки изменением толщины теплоиэолирующего слоя независимо от массы отливки, применение в качестве легирующего слоя сплавов, значительно отличающихся от основного металла по температуре плавления и физикохимическим свойствам, так как теплоиэолирующий слой позволяет создать требуемый градиент температур на поверхности отливки и способствует образованию промежуточной по свойствам переходной зоны, а также экономию легирующих порошков за счет уменьшения растворения легированного слоя.

Формула изобретения

Способ поверхностного легирования отливок, включающий нанесение слоя легирующего покрытия плазменным напылением на поверхность литейной формы и последующую заливку жидкого металла, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества поверхностно-легированных отливок, 1313556

Прототип

Предлагаемый способ

Характеристика легированного слоя

2-2,5

0-0,3

Толщина, мм

Адгеэионная прочность, YJIa

110

35-40

Отклонение от формы отливки, мм

«+О, 5

+2,5

Шероховатость поверхности, мкм

50-60

120-140

Составитель С.Сухомлинов

Техред М. Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор А.Огар

Заказ 2160/10 Тиразк 741

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4 плазменным напылением на поверхность литейной формы дополнительно наносят два слоя — перед и после нанесения

1 х

Количество пор на 1 мм шлифа слоя легирующего покрытия слой флюса и теплоизолирующий слой металла соответственно.