Армирующая вставка

 

1. АРМИРУЮЩАЯ ВСТАВКА, вы-, полненная на плоской контактной поверхности по меньшей мере двумя замковыми -элементами в виде углублений или выступов типа ласточкина хвоста, имеющими на отдельных участках их конта1$тной поверхности слой промеkyT04Horo покрытия из легкоплавкого материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности соединения и уменьшения внутренних напряжений в соединяемых металлах, слой промежуточного покрытия нанесен в углублениях - на боковых встречно-направленных участках контактной поверхности, прилегающих к оси симметрии усадка, а на выступах - на боковых встречно-направленных участках контактной поверхности, удаленных от оси симметрии усадки, причем в замковых элементах в направлении усадки заливаемого сплава выполнено по крайней мере по одному каналу. sg 2. Вставка по п. 1, отличаюw щаяся тем, что слой промежуточно го покрытия нанесен из алюминиевого сплава.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5ц В 22 D 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21 ) 3455724/22-02 (22) 23.06 ° 82 (46 ) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) О.В. Гусева, В.М. Власов и С.A. Новоселов (71) Свердловский инженерно-педагогический институт (53) 621 ° 74,.046(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1815668, кл. F 04 D 1/00, 1975.

2. Смеляков Й.H. Армированные от- . ливки. М., Машгиз, 1958, с. 157.

3. Японский патент Р 49-44857, кл . 11В083 (B 22 D 19/08), опублик.

30.11.74. (54)(57) 1. АРМИРУЮЩАЯ ВСТАВКА, вы-. полненная на плоской контактной поверхности по меньшей мере двумя замковыми .элементами в виде углублений или выступов типа ласточкина хвоста, имеющими на отдельных участках их контактной поверхности слой промежуточного покрытия" из легкоплавкого материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности соединения и уменьшения внутренних напряжений в соединяемых металлах, слой промежуточного покрытия нанесен в углублениях - на боковых вст- речно-направленных участках контактной поверхности, прилегающих к оси симметрии усадка, а на выступах — на боковых встречно-направленных участках контактной поверхности, удаленных от оси симметрии усадки, причем в замковых элементах в направлении усадки заливаемого сплава выполнено по крайней мере по одному каналу. ю

2. Вставка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что слой промежуточно го покрытия нанесен из алюминиевого сплава.

1052327

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению армированных отливок из изно состойкого, механически труднообрабатываемого сплава в сочетании с армирующими вставками из конструкционной стали, когда заливаемый сплав и конструкционная сталь сопрягаются по плоскости; оно может быть использовано при изготовлении деталей грун.товых насосов, например, спирально- 10

ro отвода и т. п.

Известны спиральные отводы насосов из износостойкого литейного сплава, которые снабжены армирующими вставками, выполненными в виде колец 15 из обычной конструкционной стали, с замковыми элементами на своей боковой поверхности (1) .

Недостатком такого соединения является наличие остаточных внутрен-;у них напряжений в заливаемом сплаве.

Известны также армирующие вставки, сопрягаемые с заливаемым металлом по плоскости и имеющие на этой плос кости замковые элементы, например, в виде углубления, расширяющегося в

:направлении вглубь тела вставки, или выступа, сужающегося в направлении вглубь тела вставки (2) .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является армирующая вставка, выполненная на плоской контактной поверхности с канавкамиэамковыми элементами в виде углублений или выступов типа ласточкина хвоста, и имеющая на участках контактной поверхности слой . промежуточного покрытия иэ легкоплавкого материала (31

К недостаткам соединений такого рода относятся большие внутренние напряжения в заливаемом металле и сопутствующие им макро и микро трещины, причем величина трещин и 45 вероятность разрушений возрастает с увеличением размеров отливки и увеличением количества замковых элементов в зоне сопряжения.

Цель изобретения — повышение прочности соединения и уменьшение внутренних напряжений в соединяемых металл ах. укаэанная цель достигается тем, что в армирующей вставке, выполненной на плоской контактной поверхности по меньшей мере двумя замковыми элементами в виде углублений или выступов типа ласточкина хвоста, имеющими на отдельных участках их контактной поверхности слой промежуточного пок- 60 рытия иэ легкоплавкого материала, последний нанесен в углублениях— на боковых встречно-направленных участках контактной поверхности, прилегающих к оси симметрии усадки, g5 а на выступах — на боковых встречнонаправленных участках контактной поверхности, удаленных от оси симметрии усадки, причем в замковых элементах в направлении усадки заливаемого сплава выполнено по крайней мере по одному каналу.

В армирующей вставке слой промежуточного покрытия нанесен из алюминиевого сплава.

По мере остывания и усадки заливаемого металла легкоплавкий сплав, будучи расплавленным теплом заливаемого металла, по каналу перетекает в свободный объем, образовавшийся с противоположной стороны замкового элемента .благодаря усадке,. обеспечивая таким образом компенсацию внутренних напряжений в отливке, а в целом, прочность соединения биметаллической отливки.

На .фиг. 1 изображена биметаллическая отливка с замковыми элементами, выполненными в армирующей вставке в виде углублений, расширяющихся к основаниям, и позволяющими осуществить соединение типа ласточкин хвост, в момент заливки механически труднообрабатываемым сплавом; на фиг. 2 то же, после ее остывания; на фиг. 3- ( азрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 иметаллическая отливка с замковыми элементами, выполненными иэ армирующей вставки в виде выступов и позво-. ляющими осуществить соединение типа ласточкин хвост, в момент заливки механически труднообрабатываемого сплава; на фиг. 5 - то же, после ее остывания; на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 4. устанавливаемая в литейной форме армирующая вставка 1 с замковыми элементами в виде углублений (фиг. 1 и 3) имеет на участках 2 поверхностных углублений, обращенных к оси симметрии усадки заливаемого металла 3, пластины 4 из легкоплавкого сплава. На дне углублений предусмотрены каналы 5, выполненные во всю длину дна паза и имеющие произвольную форму, например цилиндрическую. Армирующая вставка 1 с замковыми элементами в виде выступов (фиг. 4 и 6) имеет на -участках 2 поверхности выступа, обращенных от оси симметрии усадки заливаемого металла 3, пластины 4 из легкоплавкого сплава. В выступах выполнены сквозные каналы — отверстия 5.

Толщина слоя легкоплавкого сплава, составляющего толщину пластин 4, равна 2,5 величины линейной усадки заливаемого металла, Металл 3, нагретый до температуры, превышающей температуру плавления на ВО-100 С, о будучи залитым в литейную форму, охлаждается и дает усадку вдоль плоскости. сопряжения армирующей встав1052327

СЯФЙ

yrcrd"

47иг. 7

<Ри.

0cb ежа ,04Ф ЖГ

1 Рог. E

Фиг. 4 (Риг. Х

ВШШПИ Заказ 8738/8 Тираж 813

Подписное филиал ППП "Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4

1 ки 1 и заливаемого металла 3. йрмирующая вставка .1,наоборот, нагреваясь за счет тепла, полученного от металла 3, расширяется. Металл 3 и вставка 1, перемещаясь навстречу друг другу, .Вь)тесняет pacrmaaaeae 5 легкоплавкий сплав 4 из первоначально занимаемого им объема по каналу 5 в свободный объем, образовавшийся за счет усадки (фиг. 2 и 5).

После того, как температура метал- 0 ла 3 и вставки 1 сравняются, сокращение их при дальнейшем охлаждении происходит одновременно с сохранением минимальных остаточных напряжений, что исключает образование трещин и 15 обеспечивает соединению требуемую прочность и герметичность °

Технико-экономическая эффектив ность предлагаемого технического решения заключается в предотвращении появления в армированных отливках после усадки заливаемого металла внутренних напряжений, вызывающих преждевременное разрушение таких деталей и, соответственно, в увеличении долговечности. указанных деталей в сравнении с аналогичными дета" лями, применяющимися, например, в насосах, выпускаемых отечественными предприятиями, примерно на 15 — 20":6.