Спосіб одержання зносостійких багатошарових виливків

Спосіб одержання зносостійких багатошарових виливків, що включає нагрівання рухомої конструкційної основи з поздовжніми формоутворюючими обмежувачами та дощоподібну заливку зносостійкого легованого чавуну, який відрізняється тим, що нагрівання рухомої конструкційної основи до температури плавлення виконують поверхневим локально-зонним методом з використанням висококонцентрованого лазерного джерела енергії, причому поздовжню вісь лазерного фокусуючого блока встановлюють під кутом 90±2° до робочої поверхні рухомої конструкційної основи. (19) (21) u201007425 (22) 14.06.2010 (24) 10.01.2011 (46) 10.01.2011, Бюл.№ 1, 2011 р. (72) ЛИХОШВА ВАЛЕРІЙ ПЕТРОВИЧ, НАЙДЕК ВОЛОДИМИР ЛЕОНТІЙОВИЧ, КАРИЧКОВСЬКИЙ ПЕТРО МИКИТОВИЧ, ПЕЛІКАН ОЛЕГ АНАТОЛІЙОВИЧ, ШАТРАВА ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, ТИМОШЕНКО АНДРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 флюсу, синтетичного шлаку, нагрівання, подачу нагрітої металевої основи в порожнину ливарної форми, що призводить до затримки інших технологічних операцій, неякісного дифузійного з'єднання шарів металів, наявності в робочому шарі ливарних дефектів, зниженню якості виливків, підвищенню трудомісткості фінішних операцій, погіршенню умов механічної оброблюваності та умов праці. Внаслідок цього зменшується експлуатаційна надійність, довговічність робочих органів агрегатів машин, знижується технічний ресурс при їх промисловій експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб одержання зносостійких багатошарових виливків, (надалі "спосіб"), при цьому розширити його технологічні можливості за рахунок механізації технологічної операції нагрівання конструкційної основи; ліквідувати таку трудомістку технологічну операцію, як нанесення кисневонепроникненого покриття у вигляді синтетичного шлаку на основі біляевтектичних сплавів бури та борного ангідриду; зменшити ливарні дефекти, одержати якісну мікроструктуру у зв'язку з прискореною направленою кристалізацією при зменшенні зустрічних фронтів твердіння виливка; зменшити трудомісткість фінішних операцій; заощадити ливарні матеріали, енергоресурси, абразивний та ріжучий інструмент; покращити умови механічної оброблюваності виливка та поліпшити умови праці, шляхом виконання поверхневого локальнозонного нагрівання рухомої конструкційної основи з використанням висококонцентрованого лазерного джерела енергії, в якому поздовжню вісь лазерного фокусуючого блока встановлюють під кутом 90 ± 2° до робочої поверхні рухомої конструкційної основи. Поставлене завдання вирішується тим, що в запропонованому способі одержання зносостійких багатошарових металевих виливків, що включає нагрівання рухомої конструкційної основи з поздовжніми боковими формоутворюючими обмежувачами та дощоподібну заливку зносостійкого і легованого чавуну, згідно з корисною моделлю, нагрівання рухомої конструкційної основи до температури плавлення виконують поверхневим локально-зонним методом з використанням висококонцентрованого лазерного джерела енергії, в якому поздовжню вісь лазерного фокусуючого блока встановлюють під кутом 90 ± 2° до робочої поверхні рухомої конструкційної і основи. Встановлення лазерного фокусуючого блока під кутом 90 ± 2° виключає можливість відбиття енергії лазерного променю, що підтверджує можливість і одержання позитивного технічного результату, забезпечує умови для прискореної направленої кристалізації при відсутності зустрічних фронтів твердіння робочого шару, одержання якісної мікроструктури виливка. 56309 4 При реалізації способу виконуємо такі послідовні дії та технологічні операції (див. фіг.): - встановлюємо конструкційну основу 1 з поздовжніми боковими формоутворюючими обмежувачами 2 на привідний рольганг 3; - розташовуємо лазерний фокусуючий блок 4 під кутом 90 ± 2°до робочої поверхні конструкційної основи 1; - закріплюємо розливний лоток 5 та заливальний ківш 6, включаємо висококонцентроване лазерне джерело енергії 7 і нагріваємо конструкційну основу 1; - виконуємо переміщення конструкційної основи 1; - заливаємо рідкий розплав 8 зносостійкого легованого чавуну із заливального ковша 6 в розливальний лоток 5; - наплавляємо зносостійкий робочий шар 9. Конкретний приклад виконання: - встановлювали конструкційну основу 1 із сталі марки ст. 20 із поздовжними боковими формоутворюючими обмежувачами 2 на привідний рольганг 3; - розташовували лазерний фокусуючий блок 4 під кутом 90 ± 2°до - робочої поверхні конструкційної основи 1; - закріплювали розливний лоток 5 та заливальний ківш 6, включали висококонцентроване лазерне джерело енергії 7 і нагрівали конструкційну основу 1 до температури 1480 ± 20 °С; - виконували переміщення конструкційної основи 1; - заливали рідкий розплав 8 зносостійкого легованого чавуну при температурі 1480 ± 20 °С із заливального ковша 6 в розливальний лоток 5; - наплавляли зносостійкий робочий шар 9. Використання запропонованого способу одержання зносостійких багатошарових виливків в порівнянні з відомими способами надає такі переваги: - розширення технологічних можливостей одержання зносостійких багатошарових металевих виливків за рахунок механізації технологічної операції нагрівання рухомої конструкційної основи; - ліквідація такої трудомісткої технологічної операції, як нанесення кисневонепроникненого покриття у вигляді синтетичного шлаку на основі біляевтектичних сплавів бури та борного ангідриду; - зменшення ливарних дефектів, одержання якісної мікроструктури у зв'язку з прискореною направленою кристалізацією при зменшенні зустрічних фронтів твердіння виливка; - зменшення трудомісткості фінішних операцій, економія ливарних матеріалів, енергоресурсів, абразивного та ріжучого інструментів, покращення умов механічної оброблюваності виливка, поліпшення умов праці. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 56309 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601