Способ изготовления армированных отливок

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИР.О ВАННЫХ .ОТЛИВОК, преимущественно запорных частей трубопроводной армату W ры с уплотнительныГ1 элементом из сплава с температурой плавления, -меньшей температуры плавления заливаемого расплава, включающий размещение уплотнительного элемента в литейной форме, их подогрев, заливку расплава и последующее охлаждение отливки, отличающийс я тем, что, .с целью улучшения связи между соединяемыми сплавами и повышения срока эксплуатации отливок , поверхность уплотнительного элемента, не подлежащую наплавке заливаемым расплавом, перед заливкой последнего покрывают термостойким капиллярно-пористым материалом, преимущественно асбестовым волокном, § охлаждение осуществляют подачей охлаждающего агента к нему.

(19) (1)) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ъ(51) В 22 Р 19/00

° ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ г . с .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3389156/22-02 (22 ) 21. 12. 81 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) В.T. Ширяев, Н.И. Городничий и Ю.Б;. Бычков(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичной цветной металлургии . (53). 621.74.046(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

М 623638, кл. В 22 П 19/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР.

М 569384, кл. В 22 D 19/00, 1977.

3 ° Смеляков Н.Н. Армированные отливки. M, Иашгиз, 1958, с. 100, 74, 111, (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРИИРОBAHHblX .ОТЛИВОК, преимущественно эапорных частей трубопроводной армату10 ры с уплотнительньпл элементом из сплава с температурой плавления, .меньшей температуры плавления заливаемого расплава, включающий размещение уплотнительного элемента в литейной форме, их подогрев, заливку расплава и последующее охлаждение отливки, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что,,с целью улучшения связи между соединяемыми сплавами и повышения срока эксплуатации отливок, поверхность уплотнительного элемента, не подлежащую наплавке заливаемым распланом, перед заливкой последнего покрывают термостойким капиллярно-пористым материалом, преимущественно асбестовым волокном,, С2 охлаждение осуществляют подачей охлаждающего агента к нему.

1044423

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления биметаллических отливок с уплотнительными элементами, и может быть использовано при изготовлении корпусов и других деталей трубопроводной арматуры различных конструкций.

Известен способ изготовления биметаллических отливок с уплотнительными элементами, состоящий в предварительном нанесении эацитного покрытия, состоящего из ванадия и никеля на уплотнительный элемент из сплава на основе титана, размещения его в литейной форме и заливке расплавом $1) .

Недостатком известного способа является разрушение зоны сплавления отливки и уплотнительного элемента. из-за малой толщины этой зоны (в пределах 1 м ) и разности литейных коэффициентов температурного расширения материалов отливки и элемента при эксплуатации в условиях постоянных теплосмен..

Известен также способ изготовления биметаллических отливок, состоящий в размещении в литейной форме уплотнительного элемента из сплава на основе титана с предварительным нанесением слоя защитного покрытия металлом из ряда: цирконий, ниобий, ванадий, молибден и тантал и заливку в форму расплава (21 .

К недостаткам этого способа относится образование температурного зазора между уплотнительным элементом и основой отливки при эксплуатации деталей в условиях переменных температур. Это вызвано значительной разницей в линейных коэффициентах температурного расширения материалов отливки и уплотнительного элемента,а также малой толщиной переходного слоя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления армированных отливок, включающий размещение армирующего элемента в литейной Форме, их подогрев, например, до 200-400 С, заливку расплава и по o следующее охлаждение после небольшой .выдержки со скоростью порядка

6 С/с подачей охлаждающего агента . к литейной форме (3),.

Однако указаннйй способ не позволяет получить качественной связи металлов в особенности при изготовлении запорных частей трубопроводной арматуры.

Цель изобретения — улучшение, связи между соединяемыми сплавами и повышение срока эксплуатации отливок. указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления армированных отливок, преимуществен но запорных частей трубопроводной арматуры с уплотнительным элементоь из сплава с температурой плавления, меньшей температуры плавления заливаемого расплава, включающем размещение уплотнительного элемента в литейной форме, их подогрев, заливку раСплава и. последующее охлаждение отливки, поверхность уплотнительного элемента, не подлежающую на"О плавке заливаемым расплавом, перед заливкой последнего покрывают термо-, стойким капиллярно-пористым материалом, преимущественно асбестовым волокном, а охлаждение осуществляют

)5 подачей охлаждаюцего агента к нему.

При осуцествлении предлагаемого способа уплотнительный элемент из сплава, имеющего температуру плавления меньше, чем температура плавления сплава отливки (например, уплотнительный элемент выполнен из сплава на основе меди), размещается в литейной Форме и заливается расплавом чугуна, причем перед заg5 ливкой поверхность уплотнительного элемента, не обливаемую расплавси4, теплоизолируют (например, асбестовым волокном), а форму подогревают до температуры 350-450 С. После окончайия заливки выдерживают 0,52 мин, а затем отливку с уплотнительным элементом охлаждают со скоростью

5-20 C/c (например, увлажнением предварительно размещенного асбес-. тового волокна) . Предварительный подогрев формы с введением теплоизоляции в течение 0,5-2 мин позволяет расплавить поверхностный слой уплотнительного элемента, что приводит к его частичному растворению в за- .

4О твердевающем расплаве, а тем самым .обеспечивает получение переходного слоя требуемой толщины из сплава на основе медь - железо. Наличие такого переходного слоя толщиной более 1 мм предохраняет от образования температурных зазоров при работе отливки в условиях теплосмен, поскольку влияние разности литейных коэффициентов температурного расширения компенсируется этим слоем.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа. уплотнительный элемент 1 помещен в паз, образованный корпусом 2 и диском 3 и заполненный теплоиэолятором в виде капиллярно-пористого тела, преимущественно, асбестовым волокном 4. Для охлаждения элемента 1 после требуемой выдержки подается вода по трубе 5. Полость формы б образована корпусом 2, диском 3 и полу. формой 7, имеет литник 8. Крышка 9 перекрывает паз, образованный корпусом 2 и диском 3, а также служит для крепления последних. В корпусе

1044423

Характеристика соединения

Наличие теплоизоля" ции

Время тепло- изолирования элемента мин

Скорость охлаждения от ливки, С/с

Наличие температурных зазоров после

200 циклов

Скорость .охлаждения уплотнительного элемента, С/с

0,7

Нет

7,0

1,0

Плотное

Есть

7,0

1,0

Расплавление элемента

0,3

3,0

1,0

1,«0

Трещины

1 O

21 «О

1,0

Есть

1,0

Плотное

1,0

Тираж 813 Подписное

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

2 предусмотрено отверстие 10 для отвода образующегося пара при ох- лаждении.

Пример. В кокиле для отливки диска задвижки, чугунной параллельной устанавливают у най элемент в виде кольца из латуни . ЛМцС 58Т2-2, предварительно поместив в па э под кольцо теплоизолятор из асбестового волокна. Форму перед заливкой подогревают до температуры

350-450 С, тем самым обеспечивают . о требуемую скорость охлаждения отливки. Уплотнительный элемент (кольцо) теплоиэолируют сразу после заливки в течение 40 с (благодаря наличию асбестового волокна) „ а после .истечения этого времени включают подачу воды на асбестовый шнур. Послед.ний, являясь капиллярно-пористым телом, обеспечивает равномерный подвод воды к поверхности кольца, тем самым обеспечивает охлаждение со cKoDocTblo 70 С/c Отливка после охлаждения до 700-800 С извлекается из формы.

Скорость охлаждения отливки долж на быть такой, чтобы была обеспечена возможность только подплавления поверхности уплотнительного элемен1

Предлагаемый способ по сравнению с известным отличается тем, что .срок службы увеличивается в 2-3 раза из- за исключения образования темп@ратурных зазоров в условиях теплосмен.

Предлагаемый экономический эффект от использования предлагаемого л

ВНИИПИ Заказ 7421/10 та, обливаемой расплавом, а сама температура отливки за это время .не должна понижаться ниже 1050 С, о поэтому производится подогрев формы до температуры 350-450 С. Теплоизоляция уплотнительного элемента сразу .после окончания заливки необходима для обеспечения подплавления поверхности элемента, обливаемой расплавом и его частичного растворения в

10 залитом расцлаве, а последующее быстрое охлаждение не допускает полного расплавления уплотнительного эле мента. Этии и обусловлено требуемое время теплоизоляции уплотнительного

15 элемента. При времени теплоизолирования менее 0 5 мин не успевает произойти подрастворение расплавов, а при времени теплоизолирования более 2 мин происходит расплавление элемента. При дальнейшем охлаждении скорость охлаждения менее 5 C/с при-. водит к полному расплавлению уплотнительного элемента,, а скорость более 20 С/с ведет к возникновению

25 трещин в переходной зоне. В таблице приведены, примеры реализации способа с различными параметрами технологического процес са..способа на единицу продукции равен .0,5 руб, ориентированная потребность народного хозяйства в продукции, производимой способом . — 800 тыс.шт, при этом ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа в максимальном объеме составляет 800 тыс.руб.