Способ получения слитков

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий нагрев формы в печи, заливку в ней расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давлейия в камере после полного затвердевания слитка, отличающийся тем, что, с целью повьшения физико-механических свойств металла и увеличения выхода годного, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до Oj15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до тем пературы на 20-150с вьше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,25 ,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовым давлением при постоянной температуре прибыльной части, причем амплитуду пульсации газового давлеS ния вьщерживают в пределах (Л лъь лъъ 5 хгде К - коэффициент пульсации, равный 0,10-0,15.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3446151/22-02 (22) 01.04.82 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) В.M. Бережиани, Л.Б. Бережиани, А.И. Гогадзе, Д.А. Андриашвили, Г.Ш. Ониашвили, В.В. Никитин и Г.П. Кибовский (53) 621.746.393(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)1- 827559, кл. В 22 D 27/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 825278, кл. В 22 D 27/13, 1978. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий нагрев формы в печи, заливку в ней расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давлейия в камере после полного затвердевания

3(5D В 22 D 27 13 В 22 D 27/04 слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств металла и увеличения выхода годного, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до

0,15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до тем пературы на 20-150 С выше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,25,0 ИПа, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовым давлением при постоянной температуре прибыльной части, причем амплитуду пульсации газового давления выдерживают в пределах

6p856 = - 1C pM b, .где К вЂ” коэффициент пульсации, равный

0,10-0,15.

1082557

Изобретение относится к металлур. гии, а именно к способам получения слитков направленным затвердеванием металла в литейной форме.

Известен способ получения отливок 5 направленным затвердеванием, включающий вакуумирование камеры, нагрев формы, расплавление в ней металла и послойное затвердевание отливки (1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения слитков, включающий нагрев фор мы, заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давления в камере (2) .

Недостатками указанных способов являются низкие физико-механические 2О свойства получаемых слитков из-за газовой пористости и неоднородности. структуры и малый выход годного, так как прибыльная часть слитка в них отрезается и идет на переплав. 25

Цель изобретения — повышение физики-механических свойств металла и увеличение выхода годного.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения слит- ЗО ков, включающему нагрев формы в печи, заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давления в камере после полного затвердевания слитка, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до О, 15 ИПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до температуры на 20-150 С выше ликвидуса, увеличи0 вают давление газа до 1,2-5,0 MIa, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовым давлением при постоянной температуре прибыльной части, причем амплитуда пульсации газового давления выдерживают в пределах

1 )

И 36 И 36. где К вЂ” коэффициент пульсации, равный О, 1-0, 15.

Способ осуществляют следующим образом. 55

Расплав цветного или черного металла заливают в предварительно нагретую до температуры кристаллизации

I форму с здданным перегревом для компенсации теплопотерь от транспортировки и заливки расплава.

Далее установку герметизируют, вакуумируют и производят продувку камеры инертным газом в течение 2-20 мин под давлением до 0,15 ИПа с одновременным понижением температуры до 0,85-0,90 температуры ликвидуса сплава. Во время продувки расплав охлаждается с выделением газа. Затем металл перегревают на 20-150 С выше температуры кристаллизации и увеличивают давление газа до 0,12-0,5 МПа.

Затвердевание слитка осуществляют с принудительным охлаждением его донной части, с последовательным отключением нагревательных секций по высоте формы и при пульсирующем газовом давлении. Амплитуду пульсации газового давления выдерживают в пределах

ИЗБ — РИ 6 где К - коэффициент пульсации, равный 0,1-0,15.

По мере продвижения фронта затвердевания сдитка производят корректировку подвода тепла к его прибыльной части с тем, чтобы компенсировать отводимое тепло от интенсивно охлаждаемой части слитка. По окончании затвердевания печь выключают и сбрасывают газовое давление.

Пример. В предварительно нагретую до 640-660 С графитовую форму

0 заливают 2,5 кг дуралюминия марки

Д-16 с перегревом на 20 С. После гера метизации и вакуумирования установки производят продувку камеры аргона под давлением 0,12 МПа в течение

3 мин с одновременным понижением температуры до 580 С. Далее затверо девший металл расплавляют и перегреО вают на 30 С выше температуры ликвиду са сплава. Давление газа увеличивают до 30 МПа. Затем отключают нижнюю часть нагревательной печи, начинается послойная кристаллизация под давлением жидкой фазы с принудительным охлаждением донной части слитка и с пульсирующим давлением газа (амплитуда пульсации 0,2 МПа). В процессе отливки производят корректировку подвода тепла в прибыльной части слитка по контрольной термопаре. По окончании полного затвердевания печь выключают и сбрасывают давление rasa.

1082557

Составитель Ю. Яковлев .

Техред Т.Маточка Корректор. Ю. Макаренко

Редактор H. Руднева

Заказ 1629/11

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

При давлении продуваемого газа, большем 0,15 MIla, происходит интенсивное охлаждение слитка, что требует дополнительным энергозатрат для под-держания заданного температурного 5 режима и приводит к перерасходу газа. о

При перегреве расплава, меньшем 20 С, увеличивается цикл выплавки слитков.

Перегрев расплава выше 150 С ведет к необоснованному повышению энергозатрат. Увеличение давления газа после повышения температуры расплава менее, чем на 1,2 MIIa не вызовет существенного улучшения свойств металла. Увеличение давления газа свыше 5,0 МПа 15 сдерживается технологическими воэможностями ведения процесса.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, позволяет увеличить вы- .ход годного за счеу выплавки головной части слитков без раковин. Отпадает необходимость в отрезке прибыпи и ее дальнейшей переплавке. физико-механические свойства выплавленного метал ла (Н = 130, 8 = 25K, 6> = 45 МПа) на 10-30Х превышают аналогичные характеристики металлов, выплавленных известными способами.

Ожидаемый годовой экономический эффект составит 30-40 тыс.руб.