Способ получения отливок радиально-направленным затвердеванием

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК РАДИАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕBAHHEMf включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности отливок за счет сокращения ширины двухфазной зоны, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращения движения конвективных потоков в осевой зоне прибыли , а подогрев прибыльной части отливки осуществляют после OTKJDOчения нагрева донной части залитого в форму металла. 2.Способ по п. 1, о т л и ч ающи и с я тем, что при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки i осуществляют в интервале температур 710-730 С. Ш 3.Способ по п. 1, о т л и чающийся тем, что при изготовлении отливок из стальных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осущесэ вляют в интервале температур 16001620°С . 100 :00 ОР 00

„„SU„„1034833 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5}) В 22 О 27/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3325157/22-02 (22) 28.07.81 (46) 15.08.83. Вюл. М 30 (72) А.А. Рыжиков, Р.Д. Угланова и Л.A. Орлова (71) Горьковский ордена Трудового .Красного Знамени политехнический институт им. A.A. Жданова (53 ) 621. 746. 58 (088. 8) (56) 1. Патент CIA Р 3810504, кл. В 22 0 25/06, 1974.

2. Акцептованная заявка Великобритании 9 1438693, кл. В 22 D 27/04

1976.

3. Акцептованная заявка ФРГ

М 2242111, кл. В 22 0 27/04, 1980.

4. Куксин A.Ñ. Способ изготовле-ния отливок с ориентированной столбчатой структурой. — "Литейное производство", В 11, 1964, с. 17-20. (.54)(57) 1. СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК РАДИАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕВАНИЕМ, включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения плотности отливок за счет сокращения ширины двухфазной эоны, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращения движения конвективных потоков в осевой зоне прибыли, а подогрев прибыльной части . отливки осуществляют после отключения нагрева донной части залитого в форму металла.

2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осуществляют в интервале температур I

710-730ОС.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что при изготовлении.отливок из стальных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную. часть отливки осуществляют в интервале температур 16001620 С.

1034833

Известен также способ производства отливок с направленно закристаллизовавшейся структурой. По этому способу форму устанавливают основанием на холодильную плиту и помещают в нагревательную камеру. Эта камера, расположенная над холодильной плитой, охватывает целиком всю форму и перед заливкой нагревается. Затем форма медленно погружается в охлаждающую емкость, которая начинается у холодильной плиты находящейся перед погружением частично в жидкости.

65

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в металлургической промышленности при получении отливок и слитков.

Известен способ получения отли- 5 вок с направленной кристаллизацией, включающий применение круглой формы и двух теплоизлучающих элементов, которые расположены концентрично с формой. Один из элементов находится 10 внутри, а другой — снаружи формы.

Круглая форма помещена на охлаждающую плиту, которая изготовлена из

-высокотеплопроводящего материала.

С помощью теплоизлучающих элементов форму предварительно нагревают выше температуры кристаллизации заливаемого металла (1 ).

Однако по этому способу температурный перепад по высоте можно создать до заливки металла, лишь применяя металлические формы. Способ не приемлем для песчано-глинистой формы. Температурный перепад резко снижается после заливки металла и разогрева им формы. 25

Известен способ изготовления отливок с направленным затвердеванием, по которому тигель с металлом, расположенный в верхней части оболочковой формы, и саму форму поме- 30 щают в печь для расплавления металла, который затем перетекает в полости формы. Форму устанавливают на холодильник. Печь имеет индуктор, выполненный из двух секций, одну исполЬзуют для расплавления металла, вторую — для нагрева формы. После заполнения формы металлом холодильную плиту спускают постепенно для вывода формы из печи и обеспечения направленного затвердевания (2).

Однако направленность осуществляется с помощью подогрева формы в специальной печи, а охлаждение — путем опускания затэердевающей от- 45 ливки из печи и дополнительным охлаждением. Этот способ связан с использованием специальной печи, трудоемок и ограничивает номенклатуру получаемых отливок. 50

В этом способе используется прием охлаждения основания формы, а следовательно, и нижней части залитого в форму металла.

Боковой подогрев формы, который "поднимается" по мере продвижения фронта кристаллизации ме талла снизу вверх, поддерживает перепад температур в направлении кристаллизации )3).

Однако, этот способ сложен в осуществлении..Наличие нагревательной камеры и охлаждающей емкости ограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конфигурации. Требуется специальное устройство для медленного, с определенной скороотью, погружения формы в охлаждающую емкость, регулирование.подачи охлаждающей жидкости и определенный токовый режим.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления отливок с ориентированной столбчатой структурой, включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки.

Форму нагревают, и отливки кристаллизуются в печи-кристаллизаторе. В печь на холодильную плиту уста» навливают форму, нагреваемую карборундовыми нагревателями. В одном из вариантов исполнения используют дополнительно боковой холодильник, а нижний холодильник постепенно опускают вместе с залитой формой (со скоростью 4-9 мм/мин ) для создания определенной скорости затвердевания и перепада температур (главным образом за счет бокового охлаждения), Постепенно обогреваемой оказывается только верхняя часть слитка. В этом способе при кристаллизации расплава в опускающейся форме макро- и микроструктуры получаются сравнительно однородными (4 ). Однако нижний участок, примыкающий к холодильнику, приходится удалять иэ-за наличия разориентированных кристаллов. Способ характеризуется макроликвацией, особенно алюминия. В этом способе перепад температур создается в одном направлении: снизу-вверх и сложным техническим средством. Наличие нагре вательной печи и охлаждающей емкости ограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конфигурации. Требуется специальное устройство для медленного, с определенной скоростью, погружения формы в охлаждающую емкость, регулирование подачи охлаждающей жидкости и определенный режим нагрева формы е

1034833

Цель изобретения - повышение плотности отливок эа счет сокращения ширины двухФазной зоны.

Цель достигается тем, что согласно способу получения отливок радиально-направленным эатвердеванием, включающему заливку металла в ли,тейную форму и подогрев прибыльной части отливки, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращения движения конвективных потоков в осевой зоне прибыли, а подогрев прибыльной части ведут после отключения нагрева донной части залитого в форму металла.

Причем переключение подогрева с

-.цонной части залитого в форму металла.на прибыльную часть отливки при изготовлении отливок из алюа миниевых сплавов осуществляют в.ин тервале температур 710-730 С. !

При изготовлении отливок из сталь. ных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осуществляют при 1б00-1620 С.

До начала падения температуры в осевой зоне прибыли идет эатвердевание в радиальном направлении, затем преобладает осевая кристаллизация за счет изменения направления подогрева.

На чертеже показано устройство для осуществления. предлагаемого способа.

Устройство. включает литейную форму 1, рабочую полость, вспомогательную нижнюю полость 2, прибыльную часть отливки 3 и нагреватели 4 и 5, выполненные в виде спиралей.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед заливкой металла готовят литейную форму 1, осуществляют прогрев донной части формы спиралью.4, заформованной в форму, В форму 1 заливают металл и сразу включают подогрев донной части отливки, который ведут до момента прекра щения движения конвективных потоков в осевой зоне. прибыли, после чего. отключают нагрев донной части

10 залитого в форму металла и осуществляют подогрев прибыльной части отливки, ПредлагаеМый способ прост в осуществлении, не требует жесткого температурного режима подогрева .донной и прибыльной части, специаль.ной печи.или камеры для этого, момент изменения градиента темпера. тур практически легко фиксйруется не требует определенного режима охлаждения и подачи охлаждающей жидкости, а также часто связанного с этим перемещением отливки,универсален — он пригоден как для.высокотемпературных, так и для низкотемпературных сплавов. Эксперимейты показывают высокое качество от-. ливок с выходом годного порядка 80%

Предлагаемый способ предназначен для управления процессом формиро30 вания структуры крупных отливок и слитков.

В данном способе подогреваетоя только тонкий прилив, расположенный в нижней части соосно,с отливкой, что обеспечивает подогрев веРхней части отливки, подогрев осевой части слитка с целью сокращения двухфазнрй эоны, а также активизацию конвективного переноса бо.лее.горячих объемов жидкого метаЛла и вынос в верхнюю часть инородных частиц.

1034833

Составитель Ю. Яковлев

Редактор Н. Киштулинец Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк., -юЗаказ ..5718/11 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий.

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

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