Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 37 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.785:669.017 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ПАСТАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ Ni–Cr–B–Si, В ПРОЦЕССЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ОТЛИВОК Д.С. ФИЛЬЧАКОВ 2 , ст. преп., аспирант, В.А. МАРКОВ 1 , доктор техн. наук, профессор, А.М. ГУРЬЕВ 1 , доктор техн. наук, профессор, В.И. МОСОРОВ 2 , ст. преп., аспирант, ( 1 АлтГТУ, г. Барнаул , 2 ВСТГУ, г. Улан-Удэ ) Статья поступила 30 марта 2011 г. Фильчаков Д.С. – 670034, г. Улан-Удэ, ул. Х. Намсараева, 4, 67, Восточно-Сибирский государственный технологический университет, e-mail: kandidattndc@mail.ru Рассматривается применение методов поверхностного легирования стальных отливок на этапе специальной под- готовки полости литейной формы путем обмазки многокомпонентным составом перед заливкой расплавленным низкоу- глеродистым сплавом. Исследованы изменения механических свойств поверхности после взаимодействия компонентов обмазки со сплавом основы и определены рациональные пути по улучшению методов поверхностного легирования. Ключевые слова : легирование поверхности, метод обмазки формы, износостойкость, глубина слоя. ВВЕДЕНИЕ Поверхностное легирование отливок за счет спе- циальных обмазок и паст на внутреннюю поверх- ность литейных форм представляет интерес с точки зрения повышения износостойкости и жаропрочно- сти, устойчивости к коррозии чугуна и стали. В ли- тературе имеются данные по поверхностному леги- рованию отливок Al, Cr, Mn и других, но результаты этих работ противоречивы и до сих пор не нашли применения в производстве [1, 2]. Оптимизация условий проведения технологи- ческих процессов является необходимой задачей планирования эксперимента. Планирование, про- ведение и обработка результатов многофакторного эксперимента дает модель объекта исследования и позволяет принять наиболее оптимальные реше- ния. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В данной работе исследовали структуру и свой- ства упрочняющих покрытий на основе Ni, Cr, B, Si для стали 35Л. Обмазка с порошковым соста- вом на связующем жидком стекле, клее БФ–2 и эпоксидной смоле наносилась на внутреннюю ра- бочую поверхность оболочковой формы. Заливка расплава производилась после предварительной сушки формы. Температура заливки расплава ста- ли составляла 1520…1560 °С. Были рассмотрены основные факторы, наиболее существенно влияю- щие на микротвердость стали: состояние иссле- дуемого образца (микротвердость легированного слоя образцов стали исследовалась в литом, нор- мализованном и закаленном состояниях), глубина слоя, вид связующего материала. Число повторных экспериментов n = 10. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Наилучшие результаты получены при исполь- зовании в качестве связующего эпоксидной смо- лы. Глубина слоя достигает 1,5…3 мм (рис. 1). Покрытие прочно сцеплено с основой, плотное, без пор и раковин. Структура покрытия имеет дендритное строение и состоит из эвтектики с участием кремния, бора, никеля, легированного хромом, и др.