ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 29-088-01

Результат НИР.

Предлагается комбинированная технология, сочетающая элементы литейной и сварочной технологии, позволяющая с использованием устанавливаемых в литейную форму вставок из наплавочных порошков получать на поверхности стальных отливок наплавленный износостойкий слой.

Сущность способа заключается в том, что в то место литейной формы, где формируется изнашиваемая поверхность, устанавливается заранее изготовленная из наплавочных порошков вставка, которая при заливке в форму металла расплавляется, образуя на поверхности отливки легированный высокопрочный слой, обладающий повышенной по сравнению с основным металлом износостойкостью.

Например, при получении деталей из стали 35Л, работающих в условиях высокого износа, вставки готовят путем прессования легирующей композиции, состоящей из наплавочного порошкового сплава ПГ - СР4 (60…70 масс. %), синтетической смолы СФП - 011 Л (2,0…5,0 масс. %), ультрадисперсного порошка (УДП) карбонитрида титанаticn(до 0,006 масс. %), который был получен методом плазмохимического синтеза и ацетона (остальное). В процессе заливки металла в форму на поверхности отливки, которая должна работать в условиях повышенного изнашивающего воздействия, в результате расплавления порошкового сплава и последующего его затвердения формировался упрочненный слой толщиной порядка 5…7 мм. В результате введения в легирующую композицию УДПticnтвердость легированного слоя повысилась по сравнению с композицией без УДП с 32,5 до 44,5 ед.hrc(на 36,9%). Одновременно повышается и микротвердостьg-твердого раствора слоя - с 2750 до 3900 МПа (на 41,8%) Относительная износостойкость возрастает на 45,8% по сравнению с легированным слоем, сформировавшимся из композиции, не содержащей УДП.

Полученные результаты использованы при литье стальных кернов, которые в процессе эксплуатации помимо силового воздействия испытывают широкий спектр изнашивающих воздействий.

В процессе работы керны прогреваются и их периодически охлаждают холодной водой, в результате чего керн подвергается резким теплосменам, что ведет к растрескиванию его рабочей поверхности.

Применяемые в настоящее время керны, отштампованные из углеродистой стали либо полученные литьем по выплавляемым моделям из сложнолегированного сплава 30Х25Н10ТСЛ с последующей наплавкой рабочей поверхности электродом из стали марки Э-70ХЗСМТ, удовлетворительно работают с холодными слитками. При контакте с нагретыми у них охрупчиваются рабочие кромки. Кроме того, основой обоих сплавов служит железо, поэтому износ носит коррозионный характер.

Для получения кернов, рабочая поверхность которых должна противостоять перечисленным выше воздействиям, авторами в качестве основы легирующего наполнителя упрочняющего сплава был выбран порошковый наплавочный никелевый сплав ПГ - СР4. При этом легирующий состав содержал: 96 ,54 масс. % порошка ПГ - СР4; 0,40 масс. % наплавочного порошка ПН70Ю30; 0,06 масс. % УДПticnи 3,0 масс. % жидкого стекла (na ₂sio ₃).Из этой композиции путем прессования и последующего отверждения углекислым газом готовили керамические вставки, затем устанавливали их в разовую литейную форму и заливали в нее сталь 35Л. Отлитые керны подвергали нормализации с целью снятия литейных напряжений. Изучение макрошлифа головки керна, то есть его рабочей части, показало, что толщина поверхностного наплавленного легированного слоя в среднем составляет 10 мм, а его твердость достигает 43 ед.hrc.