Способ суспензионного получения отливок

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (51) 4 В 22 0 27/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

121) 3769069/22-02 (22) 10.07. 84 (46) 15.02. 86. Бюл. 11 - 6 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Б.А. Кириевский, Г.И. Герштейн и В. Г. Глущенко (53) 621. 746.58 (088. 8) (56) PbliKHKoB А.А. Улучшение каче— ства отливок. — Свердловск: Машгиз, 1952,,с. 91-98.

Авторское свидетельство СССР

У 755414, кл. В 22 0 27/20, .1977.

Затуловский С. С. Суспензионная разливка. — Киев: Наукова думка, 1981, с. 111 — 11? (54) (57) СПОСОБ СУСПЕНЗИОНИОГО ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОЕ, включающий заливку сплава в литейную форму и введение в него дисперсных инокуляторов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества отливок путем повышения степени эффективности инокулирующего воздействия, дисперсные инокуляторы вводят в форме диска с отношением толщины к диаметvy равным 0,2 — 0,5.

Изобретение относится к литейно— му производству и может быть использовано в литейных цехах при суспензионной заливке отливок и в машинах непрерывного литья заготовок.

Цель изобретения — повышение качества отливок путем повышения степени эффективности инокулирующего воздействия.

Анализ экспериментальных опытов, проведенных с целью изучения кинетики расплавления и дробления ряда форм гранул . сфера, сфера с незначительными отклонениями наружной поверхности, цилиндр, элипсоид вращения (бочка), диск, а также с цел.*ю исследования зависимости пол ного времени их плавления показал, что с точки зрения получения более мелких оплавившихся капель (вторичных продуктов дробления исходной гранулы) и более равномерного их распределения в объеме жидкости (расппаве) наиболее оптимальной формой используемых инокуляторов я1зляется диск, поскольку оплавление исходного диска происходит преимущестьенно с боковой его поверхности,т .е. с участков, имеющих максимальные величины местной скорости при относительном его движении в расплаве. Особенность плавления диска приводит к тому, что из каждой введенной в расплав rранулы в

Г;, г форме диска можно получить оплавившихся частиц в 2-3 раза больше по сравнению с частицами, образующимисяя при дроблении гр анул, имеющих другие исследованные формы, объем которых равен объему диска.

Возможность получения более мел— кой дисперсности продуктов плавления исходной дисперсной фазы определяет степень повьш ения объемностии твердения, т . e . степень инокулирующего воздействия диспер спой фазы, и, в конечном итоге, качество отливок.

Ввод дисперсной фазы в форме дисков позволяет за счет эффективного дробления дисков в расплаве суще- . с.твенно повысить качество отливки и в случае необходимости произвести с помощью способа суспензионной заливки равномерное легирование или модифицирование отливки по всему объему.

Исследования закономерностеи кинетики плавления и дробления ря1210980 да форм гранул позволили также определить оптимальный диапазон относительных размеров (толщины 1 к диаметру О) для частиц, имеющих форму диска, в котором максимально проявляетcH эффект инокулирующeго воздействия вводимых гранул на расплав (см. табл .1 ).

При увеличении размера частицы !

0 дискообразной формы при отношении более 0,5 ее взаимодействие с жидкостью (расплавом) становится идентичным взаимодействию частицы цилиндрической формы, которая имеет

1 1 примерно р ав гое количество вторичных продуктов дробления с равновеликой ей по объе частицей сферической формы.

При снижении относительного разt! мера --- частицы дискообразной

D формы менее 0,2 процесс оплавления в приосевой ее зоне происходит быстрее,, чем оплавление с боковой поверхности, в результате чего ис— хоцная гр акула приобретает тарообразную форму, характер взаимодействия с потоком которой стано— вится близок к гранулам, имеющим

30 форму прутка (удлиненного цилиндра) .

Таким образом, дискообразные гранулы с отношением толщины диска к диаметру ь пределах 0,2-0,5 обладают максимальным инокулирующим воздействием на обрабатываемый расплав .

Согласно известному способу осу— ществляли заливку форм с вводом 37

< ферических гранул дисперсностью мм в расплав- стали 110Г13ЧТЛА. При заливке отливок по предлагаемому способу на струю расплава. подавали дисперсную фазу в форме диска из стали 110Г13ЧТ. 1А в количестве 37..

Размеры дисков приведены в табл.3

45 Сыпучесть материала сохр анялась на том же уровне, что и при вводе сферической дисперсной фазы. Температура заливки расплава стали

11 ОГ13ЧТЛА 1460 С. (0 1еталлографическое исследование темплетов показало (см. табл. 4), что для отливки, залитой по извест- ной технологии, характерна высокая ликвация легирующих элементов, наб—

55 людается резко выраженная осевая пористость с размером IIop 1 — 2,5 мм и сильная ликвация серы вблизи усадочных раковин и пор, в то время как

1 210980

,Таблица!

7 !, 33 1,08 1,03

П р и м е ч а н и е. Параметр и представляет собой отношение количества вторичных продуктов дробления исходной гранупы дискообразной формы к количеству частиц равновеликой ей по объему гранулы сферической формы.

Табл и ц а 2

L мм

1 10

0,1

0,4

0,5

0,2

0,4

0,6

Т а б л и ц а 3 озффици-. Размер пор ент лик- мм вации, Х

Номер зерна

Механические свойст

Время затвердеванин, мнн

Форма гр анул ачество отливок оличество ввода р акул, Х бар б,, ахэ

2 бъем усадочнмк а МПа МДн/м ефектов, Х

3,0 86 1-3 ° -2,-1 715 2,3

38-39

Сфер а

2,5

Бал ыпие сколления серы вблизи раковин

Диск — * 0

Р 1

3,0 72 0 2-0,25 — 1,0 720

38-39

0,75

2,8 — «02

1 р 1

38-31

0,22

3,7

30 30 0000003 0-1 785 — 0 4

2 728

0,1

36-38

3,9

30 20 0 — 0,5

25 0,0005 1-2 725

0,15

29-30

3,7

3,0

0 6

f р Ф

33-35

30 42

0,4

0,15-0,2 -1 0 722

3,2

BHMHIIH Заказ 582/16 Тираж 75 7 Подписное

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

l на аналогичных темплетах деталей, отлитых по предлагаемому способу, подобных дефектов нет. Величина макрозерна в темплетах 2,5-4 зерна на

1 см (-2, — 1 номер зерна) для дег талей, отлитых по известному способу, и 16 — 32 зерен на 1 см (2 номер эер2 на) для деталей, отлитых по предлагаемому способу. Ударная вязкость для деталей, отлитых по предлагаемому способу, повысилась на 70 7 (с 2,3 МДж/м до 3,9 МДж/м ). Предел прочности отливок Остался на том же уровне (720 ИПа). Скорость затвердевания отливок увеличилась при заливке по предложенному спо5 собу на 5- ii.

В процессе эксплуатации отливок на конусных дробилках мелкого дробления установлено, что в результате повышения качества отливок, стойкость их в 1,2 раза вьппе по сравнению с отливками, изготовленными согласно известному способу.