Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению материала для молотка кормодробильной машины. Целью изобретения является вышение выхода годного и износостойкости молотка кормодробильной машины. Предложен способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающий приготовление шихты армирующего и несущего слоев, послойную их засыпку в полость матри цы, холодное формование слоистой заготовки и горячую штамповку, причем горячую штамповку проводят при 1050-1100°С, после чего термообрабатывают материал путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220°С. Шихту для армирующего слоя готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид хрома 30-60, графит 0,5-2, медь 2-5, железо остальное. Шихта несущего слоя содержит, мас.%: карбид хрома 2%5, графит 0,3-0,5, железо остальное. Предельная наработка зерна на 1 грань молотка составляет 780-800 т.. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (уО О, 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г к

t (21) 4746641/02 (22) 03.07,89 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Институт проблем материаловедения

АН УССР (72) P.З.Власюк, А.К,Грабчак, Н.И,Денисенко, В.Н.Клименко, А.П,Ляпунов, В.А.Маслюк, А.С.Мудрук, А.П.Потамошнев и

Ю.В.Сам брос (53) 621.762.4.01 6; 669.018.95 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1386297, кл. В 02 С 13/28, 1985. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТО-.

ГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ МОЛОТКА КОРМОДРОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению материала для молотка кормодробильной машины. Целью изобретения является поИзобретение относится к технике измельчения кормов, конкретно к конструктивным элементам узла дробления— молоткам, Известен способ изготовления этого молотка, заключающийся в холодной вырубке.детали из листового проката стали 65Г с последующей закалкой торцовых рабочих граней при 840 С и отпуском при 200 C.

Недостатком известного способа является низкая стойкость его рабочих граней, которая существенно не возрастает при попытке их армирования наплавкой износостойкими сплавами и сталями.

Известен способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробилок, рабочие плоскости которого армированы,„ЯЛ,, 1729698 Al (si>s В 22 F 7/02, В 32 В 7/02, В 02 С 13/28, С 2-2- &4974В-: вышение выхода годного и износостойкости молотка кормодробильной машины. Предложен способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающий приготовление шихты армирующего и несущего слоев, послойную их засыпку в полость матрицы, холодное формование слоистой заготовки и горячую штамповку, причем. горячую штамповку проводят при 1050-1100 С, после чего термообрабатывают материал путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220 С, Шихту для армирующего слоя готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид хрома 30-60, графит 0,5-2, медь 2-5, железо остальное. Шихта несущего слоя содержит, мас.%: карбид хрома

2%5, графит 0,3-0;5, железо остальное, Предельная наработка зерна на 1 грань молотка составляет 780-800 т. износостойким твердым сплавом на основе карбида хрома, а несущая часть выполнена из композиционного материала. представ- ляющего собой хромистую сталь с включе-:О ниями стекла, заключающийся в том, что из исходных порош ковых смесей твердого QQ сплава на основе карбида хрома и хромистои стали с добавками стекла прессуют комбинированную слоистую заготовку, па.,й гревают ее до температуры перекристаллизации сплава 1180-1220 С, затем уплотняют в штампе. Стойкость рабочих граней при этом повышается в 2,5 раза в сравнении с серийным из стали 65Г при наработке зерна на одну грань в количестве 630 т, Недостатками такого способа являются высокая температура штамповки, неблагоп1729698

55 риятно сказывающаяся на стойкости штампа; черезвычайно узкий интервал нагрева под штамповку, вызванный необходимостью перекристаллизации твердого сплава через жидкую фазу, что затрудняет автоматизацию технологического процесса и снижает выход годного; быстрое изнашивание формующих элементов штампа, происходящее как при штамповке, так и при BblTBpêèвании готового слоистого материала, армирующие слои которого в результате перекристаллизации в штампе содержат до

70% карбидной фазы.

Недостатком известного способа является наличие в составе армирующих слоев и несущей основы добавок, снижающих сопротивление слоистого материала ударным нагрузкам (стекло, лигатура), что не позволяет полностью реализовать ресурс износостойкости твердого сплава.

Целью изобретения является повышение износостойкости материала, используемого в качестве рабочих граней молотка кормодробилки и увеличения выхода годного при производстве деталей из слоистого материала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающем приготовление исходных смесей несущего и армирующего слоев, послойную засыпку их в формующую полость матрицы, холодное формование слоистой пористой заготовки и горячую штамповку, согласно изобретению сформулированную заготовку штампуют при 1050-1100 С, а процесс перекристаллизации карбидной фазы в армирующем слое проводят после горячей штамповки путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220 С.

Поставленная цель достигается также тем, что молоток для кормодробильных машин, изготовленный из слоистого материала, включающего армирующей слой из порошкового материала на основе карбида хрома, содержащего графит и железо, и несущий слой, выполненный из материала на основе железа, содержащего карбид хрома и графит, дополнительно содержит медь в армирующем слое при следующем содержании компонентов, мас.%: в армирующем слое

Карбид хрома СгзС2 30-60

Графит 0,5-2

Медь 2-5

Железо Остальное в несущем слое

Карбид хрома СгзСг 2-5

Графит 0,3-0,5

Железо Остальное

Основная сущность предлагаемого способа заключается в том, что вследствие низкой температуры (1050-1100 С) штамповки в уплотняемом материале отсутствует карбидная фаза, отсутствие которой повышает стойкость формующих элементов штампа, а стойкость деталей из слоистого материала достигает максимального значения только после перекристаллизации карбидной фазы армирующего слоя при нагреве токами высокой частоты до 1180-1220 С, что позволяет получать в материале структуру мелкозернистого твердого сплава, практически не имеющего пористости, тогда как технология изготовления детали из слоистого материала прототипа не обеспечивает получения беспористого поверхностного армирующего покрытия. Пористость поверхностного слоя составляет 20-25%, что в Конечном счете сказывается на стойкости его рабочих граней.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку реализация предлагаемого решения позволяет автоматизировать технологический процесс, повысить выход годных деталей с 60 до 98%, повысить стойкость молотка в 3,5 раза по сравнению с серийным из стали 65Г и в 1,4 раза по сравнению с прототипом, Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины реализуется следующим образом.

Готовят шихту армирующего слоя из порошков карбида хрома СгзСг (30-60% дисперсностью 20-50 мкм), графита (0,5-2% дисперсностью 0,05-0,1 мкм), меди (2-5% дисперсностью 50-100 мкм) железа (остальное дисперсностью 80-120 мкм), Готовят шихту несущего слоя из порошков карбида хрома СгзС (2-5% дисперсностью 20-50 мкм), графита (0,2-0,5 дисперсностью 50-100 мкм), железа (остальное дисперсностью 80100 мкм). Затем смеси засыпают в матрицу послойно и производят холодное прессование при давлении 350-500 МПа. Полученные прессовки нагревают до 1050-1100 С и подвергают горячей штамповке при давлении

700-800 МПа, После штамповки материал подвергают термообработке при нагреве токами высокой частоты до 1180-1220 С.

Термообработка армирующих слоев осуществляется на автоматах ТВЧ, Определение стойкости рабочих граней производилось путем натурных испытаний на кормодробильной машине ДБ-5, в ходе которых устанавливалось общее количество зерна, переработанного до критического износа рабочей грани молотка, Примеры осуществления способа.

1729698

5

40

0,3

94,7

55

30-60

0,5-2.0

2,0-5,0

Пример 1. Приготовление исходных смесей армирующего и несущего слоев, мас.%:

Армирующий слой

Карбид хрома СгзС2 30

Графит 2

Медь 2

Железо 66

Несущий слой

Карбид хрома СгзС2 2

Графит 0,5

Железо 97,5

Формование при давлении 500 МПа. Горячая штамповка при 1050 С и давлении

700 МПа, Перекристаллизация структуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при

1180 С. Твердость армирующего слоя 85

HRA, Предельная наработка зерна на 1 грань молотка 780 т.

Пример 2 (оптимальный состав).

Приготовление исходных смесей армирующего и несущего слоев, мас.%:

Армирующий слой

Карбид хрома СгзС2 45

Графит 1,5

Медь 2,5

Железо 51

Несущий слой

Карбид хрома СгзСг 3,5

Графит 0,4

Железо 96,1

Формование при давлении 400 МПа. Горячая штамповка при 1080 С и давлении

800 МПа. Перекристаллизация стуруктуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при

1200 С. Твердость армирующего слоя 85

HRA, предельная наработка зерна на 1 грань молотка 800 т.

Пример 3. Приготовление исходных смесей для армирующего слоя, мас.

Карбид хрома СгзСг 60

Графит 0,5

Медь 5

Железо 34,5

Несущий слой

Карбид хрома СгзС2

Графит

Железо

Формование при давлении 350 МПа. Горячая штамповка при 110 С и давлении 800

МПа. Перекристаллизация структуры армирующих слоев в автоматах ТВЧ при 1220ОС.

Твердость армирующего слоя 87 HRA, предельная наработка зерна на 1 грань молотка

875 т.

Пример 4. Приготовление исходных смесей для армирующего слоя (к готовой смеси необходимо добавлять пластификатор), мас.%:

Карбид хрома СгзС2

Графит

Медь

Железо

5 Для несущего. слоя

Карбид хрома СгзС2 6

Графит 0,2

Железо 93,8

Формование при давлении 250 МПа. Горячая штамповка при 1180 С и давлении

1000 МПа. Нагрев в автоматах ТВЧ вызывает оплавление армирующего слоя, Пример 5. Приготовление исходных смей для армирующего слоя, мас.%:

Карбид хрома СгзС2 . 20

Графит 2

Медь 2

Железо 76

Для несущего слоя

Карбид хрома СгзС2 1

Графит 0,8

Железо 98,2

Формование при давлении 600 МПа. Горячая штамповка при 1150 С. Нагрев в автоматах ТВЧ не приводит к образованию структуры твердого сплава. Твердость армирующего слоя 70 HRA.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что в 3,2-3,5 раза возрастает стойкость граней молотка по сравнению с серийным из стали 65Г (200-250 т) и в

1,4 раза по сравнению с прототипом, выход годных молотков возрастает с 60 до 98, на

100-130 С снижается температура горячей . штамповки, на 50 С расширен температурный интервал штамповки, формирование структуры твердого сплава (его перекристаллизация) происходит вне штампа, что существенно снижает износ прессового инструмента и создает условия для автоматизации технологического процесса.

Формула изобретения

Способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающий приготовление шихты армирующего слоя, содержащего карбид хрома, графит, медь и железо, и несущего слоя на основе железа, содержащего карбид хрома и графит, послойную засыпку шихты армирующего и несущего слоев в полость матрицы, холодное формование слоистой заготовки и горячую штамповку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода годного и износостойкости молотка кормодробильной машины, в шихту армирующего слоя вводят компоненты при следующем соотношении, мас.%;

Карбид хрома СгзС2

Графит

Медь

1729698

15

25

35

50

Составитель A,Ãðàá÷àê

Техред M. Моргентал

Корректор С.Патрушева

Редактор М.Ходакова

Заказ 1466 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Железо Остальное в шихту несущего слоя вводят компоненты при следующем соотношении, мас. ;

Карбид хрома СгзСг 2,0-5,0

Графит 0,3-0,5

Железо Остальное при этом горячую штамповку проводят при

1050-1100 С, а после штамповки материал термообрабатывают при нагреве тока5 ми высокой частоты до 1180-1220 С.