Современный этап развития литейного производства характеризуется созданием принципиально новых технологических процессов производства отливок, которые позволяют решить проблему повышения качества быстроизнашиваемых деталей машин и механизмов.
Эта проблема наиболее полно решается при изготовлении отливок с дифференцированными свойствами (биметаллических, армированных, комбинированных, с легированными поверхностями, с локальными легированными объемами и т.д.). Поэтому представляет определенный интерес рассмотрение исследований по производству износостойких отливок с дифференцированными свойствами. Способы поверхностного и локального легирования являются наиболее экономичными и эффективными при производстве износостойких отливок. На рисунке приведена схема формы для получения стальных отливок бил с локально легированными объемами.
Формирование свойств и толщины легированного слоя в зависимости от конкретных условий определяется различными физико-химическими процессами, среди которых преобладают расплавление, растворение, фильтрация и смачиваемость легирующей пасты железоуглеродистым сплавом. Легированный слой на поверхности или в определенном объеме отливки образуется при растворении легирующих элементов в жидком металле. В этих условиях протекают диффузионные процессы в жидкой и твердой фазах основного металла отливки.
Процесс поверхностного легирования чугунных отливок позволяет обеспечить высокую поверхностную твердость изделиям с вязкой и пластичной сердцевиной. Важным преимуществом этого способа является то, что он не требует установки специального оборудования и дополнительных площадей, не удлиняет цикл изготовления отливок и позволяет получать их дифференцированными по химическому составу и твердости, что особенно ценно при работе в экстремальных условиях.
Важную роль для поверхностного легирования отливок играет процесс смачивания паст металлическим расплавом, что достигается подбором легирующих добавок, соответствующих флюсов, экзотермических смесей и связующих материалов. При хорошем смачивании возрастает скорость процессов термокапиллярной циркуляции и диффузии, поэтому температура чугуна может быть снижена до 1350 — 1400 °С при хорошем усвоении легирующих элементов. В таблице приведены составы паст для деталей из чугунов и графитизированных сталей. При приготовлении паст используют концентрат дистен-силиманитовый (ТУ 484-307-74) и жидкое стекло. Пасты, содержащие чугунную стружку, наносят на поверхность литейных форм методом изолирования. Для поверхностного легирования чугунных отливок путем нанесения легирующих паст на поверхность литейной формы можно использовать ряд легкоплавких композиций на основе меди и никеля, разработанные для газоплазменного напыления. Композиции на основе никеля, содержащие 5 — 21 % хрома, 1,5 — 12 % кремния до 0,3 % азота и 0,8 — 6,5 % бора, обеспечивают увеличение твердости поверхности и износостойкости литых изделий в условиях газоабразивного износа при повышенных температурах.
Составы легирующих паст
| Содержание основного легирующего материала в пасте (обмазке), % (мае.) | Содержание других компонентов, % (мае.) | Применение пасты | Износостойкость Иср, мг/гс |
| Ферромарганец Мн5. кл. А — 50 — 55% | Ферротитан — 20 % Ферросиликоборал — 10% Чугунная стружка — 15% | Для износостойких отливок из высокопрочных чугунов | 184 — 231 |
| Углеродистый феррохром — 55 — 60% | Феррованадий — 15 % Чугунная стружка — 10% Карбид бора — 15 % | Для станочных отливок из СЧ20 | 270 — 315 |
| Ферромарганец — 50 — 55% | Ферротитан — 30 % Алюминий — 10 % Чугунная стружка — 5% | Для отливок из графитизированных сталей | 247 — 260 |
Бор и кремний способствуют образованию легкоплавкой эвтектики и улучшают рафинирование и раскисление расплавленного металла. Для улучшения флюсования окислов в композицию могут быть введены кальций или бура в количестве 1 — 3 % (мае.). Комплексные композиции, приготовленные в виде паст, обеспечивают более высокие качественные характеристики износостойким отливкам, чем порошки чистых компонентов. Поверхностный слой, образующийся на отливках, при использовании композиций на основе никеля состоит из твердой и прочной матрицы и твердых мелкодисперсных фаз, включающих карбиды, бориды, нитриды и карбонитриды.
Вам также могут быть интересны статьи:
Получение отливок с отбеленной поверхностью Способ объемного локального легирования отливок Условия образования устойчивой металлической связи Методы улучшения структуры чугуна для деталей гидроаппаратуры Влияние легирования и примесей на микроструктуру и свойства оловянной бронзы Легированные чугуны
(Пока оценок нет)
Загрузка...