Способ получения отливок

 

СГЮСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВСЖ из металла, включающий заливку расплава в электрически взопированную «а . «/ .-,..„ i , Г- ---:А1,ХК I У , .„. I - -;-i cvss ,д эхюктропроводную литейную форму, кр таллизацию металла и извлечение отпивки , отличающийся Тем, что, с целью улучшения механических свойств отлив(ж путем электризации металла, литейную фсфму заземляют, после ее за ливки над зеркалом металла разк«ешак т электрод и хюдают ua не1х электрический ток nocTosomoro высокого напряжения, отключают заземление, после чего прекгрешают подачу электрического тока, a ред извлечением отршки из литейной форумы вновь вклаФ1шот ее заземление. Jli. нвн i (Л С

(1Ж (19

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

CNNV

РЕСПУБЛИК

9(Я) В 22 9 2 /О

1 Аc"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДФ СТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{21) 3277.415/22-02 (22) 24.04.81, (46) 15.07. 83. Бюл. hh 26 (72) B С. Шкляр

{71) Макеевский инженерно-строительный институт (53) 621.746 58 (088.&) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 459388, ил, В 22Ý 27/02, 1972. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИНЖ из металла, вклочающий заливку расплава в электрически изолированную электропроводную литейную форму, «j; таллизацию металла и извлечение отливки, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических свойств отливок путем электризации металла, литейную форму заземляют, после ее за ливки над зеркалом металла размещают электрод и подают на него электрический ток постоянного высокого напряжения, отключают заземление, после чего црек рашают подачу электрического тока, а пе ред извлечением отливки из литейкой фор.мы вновь включают ее заземление.

102 B422

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок из электропроводных материалов, в том числе черных и цветных металлов, 5

Известен способ электрофиэического воздействия на кристаллизацию металла с целью повышения механических свойств отливок, заключающийся в воздействии на металл, залитый в электрически изолированную электропроводную литейную форму, высокочастотными импульсами электрического поля, с последующей кристаллизацией и извлечением отливки(Х) . !

Недостатком данного способа является значительный расход электроэнергии, что удорожает производство отливок, Крома того, удлиняется процесс производства отливок, -.àê как в металле . при пропускании тока выделяется джоулево тепло, а необходимо для затвердвва» ния отводить тепло фазового перехода, Целью изобретения является улучшение механических свойств отливок путем электризации металла.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения отливок, включаюшему заливку расплава в элвкт рически изолированную электропроводную 30 литейную форму, кристаллизацию метал-. ла и извлечение отливки из кокиля, ли+ твйную форму заземляют, после ее залив» ки над зеркалом металла размешают электрод и подают на него электрпчвс35 кий ток постоянного высокого напряжения, отключают заземление, после чего прекращают подачу электрического тока, а перед извлечением отливки из литейной формы ВНОВЬ Включают вв заэемле 40 ние.

При этом происходят следующие процессы: уменьшается поверхностное натяжение расплава по закону

0 CV () =o

Ж 7k

45 о где 0 Ж - поверхностное натяжение в . отсутствии внешней электризации;

С- удельная электроемкость двойного электрического слоя на поверхности жидкого металла; — электрический потенциал уединенного BpOBOQHNKB; уменьшается работа образования зародыша, а следовательно, увеличивается число зародышей и уменьшается их 55 критический размер. Это приводит к уменьшению размера зерна и к ускорению кристаллизации, так как при o6pa- . эовании мелкозернистой структуры большая часть энергии фазового перехода (эатвердевания) расходуется на образование зерен и при равных условиях отвода тепла с поверхности отливки затвердевания ускоряется.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает электропроводную форму (кокиль) 1 с расплавленным металлом (отливкой) 2, заземление 3

f кокиля 1 включается ключом Ii4, Источник высокого напряжения (ИВН) через ключ К одним полюсом соединен с электродом 4, расположенным над зеркалом металла 2, Перед заливкой металла кокиль заземляют с помощью ключа К: . После окончания заливки металла с помощью ключа К на электрод 4, расположенный вблизи поверхности металла 2 (на расстоянии, исключающем непосредственный контакт электрода и металла, в том числе пробой диэлектрика), подают напряжение от ИВН. Если на электрод 4 подан, например, положительный заряд g,, то в электрически нейтральной проводяшей системе металл и кокиль внутренние 1 заряды разделяются так, что вблизи электрода на поверхности металла возникает отрицательный заряд такой же величины ф, а на противоположной стороне на литейной форме - положительный заряд +g . Поскольку кокиль заземлен, положительные заряды с него стекают в землю. После этого отключают .ключом К напряжение на электроде 4, при этом металл остается заряженным отрицательно. Как указано, электростатическое поле в процессе фазового перехода (кристаллизации) металла взаимодействует с собственными электрическими полями зародышей и Нра водит к образованию отливок с мелкозернистой и более равномерной структурой.

После окончании кристаллизации перед извлечением отливки иэ формы вновь заземляют кокиль с помощью ключа К4 . Это обеспечивает электрическую нейтрализацию отливки и формы, что необходимо по условиям охраны труда литейшиков.

Предлагаемый способ литья применим для любых элвктропроводных форм — кокилей из металла, графита и т.п„ для любых электропроводных отливок метал3 10284 лов и сплавов, графита и плавленного магнезита и т.п однако между отливкой и формой должен существовать электрический контакт что всегда наблюдается на практике йри любых красках.

Электрод 4 может быть помещен у любой открытой поверхности отливки, выпара или литниковой системы. Предлагаемый способ получения отливск может бычь использован как на одиночных ли- 1р тейных формах или кокильных станках, так и в серийном производстве, в том числе литейных машинах и конвейерах, Управление ключами К„. и К< может быть автоматизировано, .и с помошъю одного источника высокого напряжения можно зарядить все отливки после наполнения литейной формы, так как время зарядки не превышает нескольких секунд (времени срабатывания ключей К„и К ),2p

Иэ-за утечки заряда с поверхйости отливки через воздух электрическое поле вокруг нее уменьшается и через некоторое время воздействия становится неэффективным. Длительность эффектив- / Zg

22 ного воздействия зависит от проводимости окружаюшей среды, т.е. влажности воздуха в пехе, времени года и т.п.

В экспериментах по данному изобретению она сохранялась до 0,5 ч, При производстве крупных отливок, затвердевающих длительное время, электризация может быть повторена указанным способом необходимое число раз. о

Опытная проверка способа получения отливок показала, что структура полученных отливок более мелкозернистая с равномерным распределением фаэ и интерметаллических включений. Механические свойства металла повышаются

8-10 о

Таким образом, предложенный способ получения отливок прост и эффективен, применим как в индивидуальном, так и в массовом производстве, поддается автоматизапии и обеспечивает безопасные условия труда, а потому может найти широкое применение в промышленности.

Заказ 4855/9 Тираж 813

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Королева

Редактор С. Тимохина Техред М.Гергель Корректор О. Тигор