Состав для легирования поверхности стальных отливок в литейной форме

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к легированию поверхности стальных отливок в литейной форме, преимущественно литых штампов горячего деформирования . Цель изобретения - увеличение толщины легированного слоя и повьшение эксплуатационной стойкости отливок . Состав содержит карбид бора,ферросиликованадий, гидролизованный этилсиликат с содержанием 18 мас.% SiOj и дополнительно ферротитан с 68-71 мас.% титана при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: карбид бора 17 - 22; ферросиликованадий 5-8; ферротитан с 68-71 мас.% титана 3-5; гидролизованнь1й этилсиликат с содержанием 18 мас.% SiO - остальное . Увеличению толщины легированного слоя способствует низкая температура плавления (1085 С) ферротитана эвтектического состава и экзотермический характер реакций взаимодействия титана с компонентами состава с образованием карбидов и силицидов. Эти факторы обеспечивают более интенсивное усвоение компонентов состава поверхностным слоем отливки. Введение в состав ферротитана приводит к дополнительному легированию его титаном . При этом в поверхностном слое отливки наряду с боридами железа и карбидами ванадия образуются силициды и карбиды титана. В результате повьппаются износостойкость и окалиностойкость. Применение состава при производстве литых штампов горячего деформирования обеспечивает повышение их эксплуатационной стойкости в 2 раза по сравнению с нелегированными , 2 табл. с О) :с :о о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ)УБЛИК (19) (11) (5)) 4 В 22 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К9МИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4000398/22-02 (22) (4 ° 11.85 (46) 23.08.87.Бюл. )) 31 (71) Производственное объединение

"Ждановтяжмаш" (72) В.Л.Ежов, Ю.Д.Кузьмин, Л.А.Щегловитов и Е.Е.Цивадиц (53) 621.744.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 904871, кл. В 22 С 3/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР . У 833357, кл. В 22 С 3/00, 1979. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК В ЛИТЕЙНОЙ

ФОРМЕ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к легированию поверхности стальных отливок в литейной форме, преимущественно литых штампов горячего деформирования. Цель изобретения — увеличение толщины легированного слоя и повьппение эксплуатационной стойкости отливок. Состав содержит карбид бора,ферросиликованадий, гидролизованный этилсиликат с содержанием 18 мас.7.

Si0 и дополнительно ферротитан с

68-71 мас.Х титана при следующем соотношении ингредиентов, мас.7: карбид бора 17 — 22; ферросиликованадий

5-8; ферротитан с 68-71 мас.Х титана 3-51 гидролизованный этилсиликат с содержанием 18 мас.Х Я О вЂ” остальное. Увеличению толщины легированного слоя способствует низкая температура плавления (1085 С) ферротитана эвтектического состава и экзотермический характер реакций взаимодействия титана с компонентами состава с обра-зованием карбидов и силицидов. Эти факторы обеспечивают более интенсивное усвоение компонентов состава поверхностным слоем отливки, Введение в состав ферротитана приводит к дополнительному легированию его титаном. При этом в поверхностном слое отливки наряду с боридами железа и карбидами ванадия образуются силициды и карбиды титана. В результате повьппаются износостойкость и окалиностойкость. Применение состава при производстве литых штампов горячего деформирования обеспечивает повышение их эксплуатационной стойкости в 2 раза по сравнению с нелегированными, 2 табл.,1331609

Изобретейие относится к литейному производству, а именно к легированию поверхности стальных отливок в литейной форме.

Цель изобретения — увеличение толщины легированного слоя и повышение эксплуатационной стойкости отливок.

В состав, содержащий карбид бора, ферросиликованадий и гидролизованный этилсиликат, дополнительно вводят ферротитан с 68-71 мас.7 титана при следующем соотношении ингредиентов, мас.7: карбид бора 17-22; ферросиликованадий 5-8; ферротитан с 68—

71 мас.X титана 3-5 и гидролизованный этилсиликат с содержанием

18 мас ° l 810 — остальное. Дополнительное введение в состав ферротитана интенсифицирует переход легирующих элементов в поверхностный слой отливки. Этому способствуют низкая температура плавления ферротитана эвтектического состава (1358 К) и экзотермический характер реакций взаимодействия титана с компонентами состава, в частности, с углеродом, кремнием и кремнеземом, образующимся из этилсиликатного связующего. В результате увеличивается толщина легированного слоя на поверхности стальных отливок.

Введение в состав ферротитана приводит к дополнительному легированию поверхностного слоя отливки титаном.

Следствием этого является образование в нем, наружду с боридами, карбидов и силицидов титана. В результате комплексного легирования бором, ванадием, кремнием и титаном увеличиваются износостойкость и окалиностойкость поверхностного слоя, что обеспечивает соответствующее повьппение эксплуатационной стойкости отливок, работающих в условиях высокого удельного давления при циклически изменяющихся термомеханических нагрузках.

Карбид бора и ферросиликованадий являются легирующими компонентами состава. Этилсиликатное связующее обеспечивает необходимую прочность тав имеет высокие технологические свойства. Применение его обеспечивает увеличение толщины легированного слоя примерно в 1>5 раза, повышение окалиностойкости в 1,6 раз и эксплуатационной стойкости отливок на 13

l6X (в 2 раза по сравнению с нелегированными литыми штампами).

Предлагаемое изобретение позволяет получить экономический эффект за счет снижения расхода штамповой стали на единицу выпускаемой продукции, 25 а также замены более дорогостоящих высоколегированных штамповых сталей на низколегированные.

Формула изобретения

Состав для легирования поверхности стальных отливок в литейной форме, преимущественно литых штампов горячего деформирования, содержащий карбид бора, гидролизованный зтилси35 ликат и ферросиликованадий, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения толщины легированного слоя и повышения эксплуатационной стойкости отливок штампов, он допол4О нительно содержит ферротитан с 68

71 мас.Х титана при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

17-22

Карбид бора

Ферросиликованадий

Ферротитан с 68-71 мас.7

5-8

3-5 титана

Гидролизованный этилОстальное силикат состава при нанесении его на поверхность литейных форм или стержней, Кр оме того, образующийся из него при

5 высоких температурах кремнезем участвует в процессе легирования поверхностного слоя отливки кремнием и образовании в нем силицидов титана.

Варианты состава приведены в табл ° 1, а свойства состава и легированного слоя отливки — в табл.2. Сос1331609

Таблица 1

Содержание ингредиентов, мас.7 в составах

Ингредиенты (2 ) 3

17

Карбид бора

Ферросиликованадий

Ферротитан с

68 — 71 мас.7 титана

Этилсиликатное связующее

70

Таблица 2

Свойства состава

Показатели составов и легированного слоя отливки

/ 2 j 3

Плотность, г/см

Вязкость, с

Седиментационная устойчивость, 7.

90

Прочность к ис тиранию, к г/мм

2,4

2,5

2,6

Толщина легированного слоя, мм

4,8

Окалиностойкость, r 221

8000- 80008200 8200

780008000

Окалиностойкость оценивают по суммарной потере массы диаметром 140 и высотой 150 мм после трех циклов испытания, включавшего нагрев до

900 К, выдержку 2 ч, охлаждение и дробеструйную обработку 20 мин.

ВНИИПИ Заказ 3758/9 Тираж 740 Подписное

Произв. полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, Эксплуатационная стойкость литых штаМпов, количество штамповок

1 55 1,45 1,30

30 25 20

5,4 5,2

222