×
10.04.2016
216.015.2ff9

СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК ИЗ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на поверхность модели из пенополистирола легирующей композиции, которую готовят путем смешивания сухой порошкообразной смеси, содержащей титан и аморфный бор, с отношением массы титана к массе аморфного бора от 0,42 до 9,00, с клеевым связующим. Содержание компонентов составляет, мас.%: сухая порошкообразная смесь титана и аморфного бора 95÷10%, клеевое связующее 5÷90%. Входящие в легирующую композицию материалы обеспечивают протекание СВС-реакции при формообразовании отливки, что позволяет получать легированный слой высокой твердости, заданной толщины и состава на отливках из железоуглеродистых сплавов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к способам получения отливок методом литья по газифицируемым моделям.

Из уровня техники известен способ получения отливок литьем по газифицируемым моделям, при котором противопригарное покрытие наряду с огнеупорным наполнителем дополнительно содержит легирующие элементы (порошковый кремний) для улучшения обрабатываемости отливок (А.с. СССР №697244, В22С 3/00, опубл. 15.11.1979, бюл. №42).

Недостатком данного способа является сложность в обеспечении равномерного распределения легирующих элементов и, как следствие, затруднение диффузии легирующих элементов в поверхностный слой отливок и сложность в получении равномерного легированного слоя на поверхности отливок.

Наиболее близким по технической сущности является способ модифицирования поверхности отливок (Патент РФ №2391177 С2, В22С 3/00, опубл. 10.06.2010), включающий нанесение на поверхность модели из пенополистирола модифицирующих и легирующих поверхность отливок элементов в виде пасты, краски или пудры с последующим нанесением противопригарного покрытия.

Недостатком данного способа является формирование легированного слоя на поверхности отливок за счет процессов растворения, диффузии и массопереноса легирующих элементов в поверхностном слое, что не позволяет формировать легированный слой значительной толщины и заданного состава, поскольку процессы диффузии и образования фаз в значительной степени зависят от состава заливаемого расплава и сродства элементов расплава к легирующим элементам.

Все это снижает универсальность способа.

Предлагаемый способ является более универсальным по отношению к прототипу.

Повышение универсальности способа выражается в возможности формирования легированного слоя значительной толщины (до 20 мм) и заданного состава независимо от марки заливаемого железоуглеродистого сплава за счет протекания в данной легирующей композиции СВС-реакции (самораспространяющийся высокотемпературный синтез), которая обеспечивает, с одной стороны, формирование требуемого фазового состава, а с другой, - хорошую адгезию легированного слоя к заливаемому железоуглеродистому сплаву.

Способ осуществляется следующим образом.

Легирующую композицию, состоящую из смеси порошкообразных титана и аморфного бора, взятых в отношении массы титана к массе аморфного бора от 0,42 до 9,00, смешивают с клеевым связующим, содержание которого составляет от 5 до 90% (масс.) от массы сухой порошкообразной смеси титана и аморфного бора, после чего ее наносят на поверхность модели из пенополистирола. Отношение массы титана к массе аморфного бора, равное 0,42, позволяет применять легирующую композицию с содержанием титана в сухой порошкообразной смеси, равным 30% (масс.). Применение легирующей композиции с содержанием титана менее 30% (масс.) (при отношении массы титана к массе аморфного бора менее 0,42) не позволяет инициировать СВС-реакцию и, как следствие, получить легированный слой требуемой толщины и состава. Легирующая композиция, содержащая более 90% (масс.) титана в сухой порошкообразной смеси, вызывает его растворение в поверхностном слое отливки, затрудняет начало СВС-реакции и не обеспечивает получения качественного легированного слоя с заданным составом и толщиной. Для получения качественного легированного слоя способ предусматривает использование сухой порошкообразной смеси с отношением масс титана к аморфному бору, не превышающим 9,00 (в пересчете на процентное содержание титана в сухой смеси - не более 90% (масс.)). Количество клеевого связующего выбирается исходя из требуемой толщины легированного слоя и находится в пределах от 5 до 90% (масс.) от массы сухой порошкообразной смеси титана и аморфного бора. Применение легирующей композиции, содержащей менее 5% (масс.) клеевого связующего, не позволяет обеспечить хорошей адгезии легирующего покрытия к поверхности модели из пенополистирола, вызывая отслаивание легирующей композиции от поверхности модели. Применение легирующей композиции, содержащей более 90% (масс.) клеевого связующего, приводит к значительному газовыделению при изготовлении отливок и формированию неравномерного и пористого легированного слоя. Для предотвращения изменений параметров модели способ предусматривает применять при изготовлении легирующей композиции клеевые составы, не взаимодействующие, в том числе не растворяющие пенополистирол. Крупность легирующих порошкообразных материалов (титана и аморфного бора) лежит в пределах от 1 нм до 6 мм. Фракцию менее 1 нм технически сложно получить, а применение порошков с крупностью более 6 мм не позволяет инициировать СВС-реакцию в легирующей композиции. В зависимости от требований, предъявляемых к отливкам, способ предусматривает нанесение легирующей композиции на модель локально, тем самым обеспечивая формирование легированного слоя на требуемых участках поверхности отливок. Также способ допускает наносить легирующую композицию на поверхность модели переменным по толщине слоем. Максимальная толщина легирующей композиции, нанесенной на поверхность модели, не превышает 20 мм, поскольку слой толщиной свыше 20 мм формирует на поверхности отливок пористый и неоднородный легированный слой. Известно, что СВС-реакции сопровождаются выделением тепловой энергии и газов. Для предотвращения брака в отливках способ допускает не наносить поверх легирующей композиции противопригарного покрытия, тем самым обеспечивая выход газообразных продуктов в поры опорного материала, удерживающего модельные блоки при формообразовании отливок.

Для формирования легированного слоя, содержащего структурные составляющие на основе железа, а также расширения области применения способ предусматривает приготовление легирующей композиции путем смешивания сухой порошкообразной смеси, содержащей ферротитан, с содержанием титана не менее 60%, и аморфный бор, взятых в отношении массы ферротитана к массе аморфного бора от 0,66 до 9,00, с клеевым связующим, содержание которого находится в пределах от 5 до 90% (масс.) от массы сухой порошкообразной смеси. Применение ферротитана позволяет формировать в легированном слое отливок структурные составляющие на основе железа (карбиды, бориды железа). Использование ферротитана с содержанием титана менее 60% нецелесообразно, поскольку инициировать СВС-реакцию крайне затруднительно. Кроме того, ферротитан более доступен, лучше подвергается измельчению, по сравнению с титаном, что расширяет область применения данного способа для изготовления отливок.

После нанесения легирующей композиции на поверхность модели и ее сушки модели окрашивают противопригарным покрытием, после высыхания которого модель помещают в опоку, засыпают опорным материалом и заливают металлическим расплавом.

Примеры конкретного исполнения

Пример 1. Легирующую композицию готовили путем смешивания сухой порошкообразной смеси, содержащей титан и аморфный бор, с отношением массы титана к массе аморфного бора, равным 1,85 (65% (масс.) титана и 35% (масс.) аморфного бора в пересчете на сухую порошкообразную смесь) с клеевым связующим в следующем соотношении, мас.%:

Сухая порошкообразная смесь титана и аморфного бора
с отношением масс титана к аморфному бору 1,85 80
Клеевое связующее 20

Полученную композицию наносили на поверхность модели из пенополистирола слоем 6 и 10 мм. Модели заливали расплавом стали 40. Полученные отливки содержали легированный слой, толщиной соответствующей толщине легирующей композиции. Легированный слой обладает высокой твердостью 954÷1017 HV0,05 (68÷69 HRC), превосходящей твердость основного металла (290÷323 HV0,05 (29÷33 HRC)) за счет наличия в его составе борида титана (TiB2).

Пример 2. Легирующую композицию готовили путем смешивания сухой порошкообразной смеси, содержащей ферротитан (с содержанием титана 70% масс.) и аморфный бор с отношением массы ферротитана к массе аморфного бора, равным 2,3 (70% (масс.) ферротитана и 30% (масс.) аморфного бора в пересчете на сухую порошкообразную смесь) с клеевым связующим в следующем соотношении, мас.%:

Сухая порошкообразная смесь ферротитана и аморфного бора
с отношением масс ферротитана к аморфному бору 2,3 70
Клеевое связующее 30

Полученную композицию наносили на поверхность модели из пенополистирола слоем 8 и 15 мм. Модели заливали расплавом серого чугуна. Полученные отливки содержали легированный слой, толщиной, соответствующей толщине легирующей композиции. Легированный слой обладает высокой твердостью 714÷797 HV0,05 (61÷64 HRC), превосходящей твердость основного металла (239÷291 HV0,05 (21÷26 HRC)) за счет наличия в его составе борида титана (TiB2), а также боридов (Fe2B, FeB) и карбида (Fe3C) железа.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 38 items.
27.01.2013
№216.012.1ee6

Способ получения отливок с заданными свойствами требуемых участков поверхности заданной глубины литьем по газифицируемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. В пазы изготовленной из пенополистирола модели вклеивают пластины твердого сплава или вставки из спеченных керамических материалов. Готовые модели с вставленными пластинами собирают в модельные блоки, окрашивают газопроницаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473411
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.2653

Способ легирования поверхности металлических изделий

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает нанесение легирующих элементов или их соединений на подложку и прикрепление подложки к поверхности газифицируемой модели. Легирующие элементы или их соединения могут наносить на подложку слоями. К участку модели могут прикреплять...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475331
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.04.2013
№216.012.391e

Способ определения микроциркуляторных повреждений при шоке и эффективности противошокового лечения

Изобретение относится к медицине, а именно медицине катастроф, медицине критических состояний, к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано при шоке. Для этого пациента укладывают в горизонтальное положение лежа на спине, предварительно придав головному концу кровати угол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480183
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.03.2014
№216.012.ae2d

Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок

Изобретение относится к области литейного производства. В пресс-форму устанавливают один или несколько элементов, изготовленных из химико-термически обработанных металлических материалов или сплавов. Засыпают или задувают предвспененные гранулы пенополистирола. Осуществляют окончательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510304
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.04.2014
№216.012.bd7e

Способ получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает изготовление моделей из пенополистирола, фиксирование вставок в модели, размещение моделей в опоке и заливку их металлическими расплавами. Вставки изготавливают компактированием легирующих порошкообразных материалов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514250
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.07.2014
№216.012.e37e

Способ изготовления упругих элементов с использованием метода анизотропного ориентирования наноструктуры в материале

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали. Для повышения качества пружин и снижения энергозатрат осуществляют скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac фазовых превращений, пластическую деформацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524028
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.01.2015
№216.013.1997

Способ изготовления биметаллических труб пайкой

Изобретение может быть использовано при изготовлении пайкой биметаллических труб из сталей и сплавов. Охватывающий элемент изготавливают с внутренним диаметром, который меньше наружного диаметра охватываемого элемента вместе с нанесенным на его поверхность припоем, но при этом больше наружного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537979
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.07.2015
№216.013.5d1e

Устройство для охлаждения

Изобретение относится к средствам лечения ишемии и гипоксии и может быть использовано для повышения эффективности и безопасности реанимации при геморрагическом шоке. Устройство выполнено из неэластичного материала, имеет форму дуги, включает датчики давления и содержит полость, заполненную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555379
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2015
№216.013.7466

Способ обработки воды и/или масла для повышения их биологической активности и устройство для обработки

Изобретение относится к обработке воды, масел, смесей масел, воды, водных растворов, смесей масел с водой (эмульсий) для повышения их биологической активности и может быть использовано в медицине, косметологии, пищевой промышленность. Способ обработки воды и/или масла включает формирование в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561373
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.11.2015
№216.013.8eb6

Способ записи изображений

Изобретение относится к области записи изображений. Способ заключается в том, что на стеклянной подложке формируют светочувствительный слой пленки из однослойных углеродных нанотрубок, содержащих инкапсулированные наночастицы железа. Поверх пленки наносят слой раствора кислоты и облучают пленку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568143
Дата охранного документа: 10.11.2015
Showing 1-10 of 53 items.
27.01.2013
№216.012.1ee6

Способ получения отливок с заданными свойствами требуемых участков поверхности заданной глубины литьем по газифицируемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. В пазы изготовленной из пенополистирола модели вклеивают пластины твердого сплава или вставки из спеченных керамических материалов. Готовые модели с вставленными пластинами собирают в модельные блоки, окрашивают газопроницаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473411
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.2653

Способ легирования поверхности металлических изделий

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает нанесение легирующих элементов или их соединений на подложку и прикрепление подложки к поверхности газифицируемой модели. Легирующие элементы или их соединения могут наносить на подложку слоями. К участку модели могут прикреплять...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475331
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.09.2013
№216.012.6ee3

Способ определения модуля упругости юнга материала микро- и наночастиц

Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов путем вдавливания индентора в поверхность образца с заданной нагрузкой, а именно к способам определения статического модуля упругости Юнга. Сущность: совместно используют экспериментальное вдавливание индентора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494038
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.01.2014
№216.012.9568

Способ пробоотбора и пробоподготовки твердых материалов

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу пробоотбора и пробоподготовки к химическому анализу твердых материалов (металлов, минералов, синтетических материалов). Способ включает отбор навески путем разрушения поверхностного слоя материала с ее последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503942
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.03.2014
№216.012.ae2d

Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок

Изобретение относится к области литейного производства. В пресс-форму устанавливают один или несколько элементов, изготовленных из химико-термически обработанных металлических материалов или сплавов. Засыпают или задувают предвспененные гранулы пенополистирола. Осуществляют окончательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510304
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.04.2014
№216.012.bd7e

Способ получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает изготовление моделей из пенополистирола, фиксирование вставок в модели, размещение моделей в опоке и заливку их металлическими расплавами. Вставки изготавливают компактированием легирующих порошкообразных материалов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514250
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.07.2014
№216.012.e37e

Способ изготовления упругих элементов с использованием метода анизотропного ориентирования наноструктуры в материале

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано в производстве пружин из закаливаемых марок стали. Для повышения качества пружин и снижения энергозатрат осуществляют скоростной нагрев прутка до температуры выше точки Ac фазовых превращений, пластическую деформацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524028
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.01.2015
№216.013.1997

Способ изготовления биметаллических труб пайкой

Изобретение может быть использовано при изготовлении пайкой биметаллических труб из сталей и сплавов. Охватывающий элемент изготавливают с внутренним диаметром, который меньше наружного диаметра охватываемого элемента вместе с нанесенным на его поверхность припоем, но при этом больше наружного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537979
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.07.2015
№216.013.5d1e

Устройство для охлаждения

Изобретение относится к средствам лечения ишемии и гипоксии и может быть использовано для повышения эффективности и безопасности реанимации при геморрагическом шоке. Устройство выполнено из неэластичного материала, имеет форму дуги, включает датчики давления и содержит полость, заполненную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555379
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2015
№216.013.7466

Способ обработки воды и/или масла для повышения их биологической активности и устройство для обработки

Изобретение относится к обработке воды, масел, смесей масел, воды, водных растворов, смесей масел с водой (эмульсий) для повышения их биологической активности и может быть использовано в медицине, косметологии, пищевой промышленность. Способ обработки воды и/или масла включает формирование в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561373
Дата охранного документа: 27.08.2015
+ добавить свой РИД