Способ заливки литейных форм

 

Изобретение относится к технологии заливки расплавов и может быть использовано в литейном производстве. Цель - улучшение качества отливок и повьшение выхода годного литья. Заполнение формы с заданной скоростью начинают через литниковую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, затем заливку прерьшают и делают выдержку металла, во время которой на зеркало металла в прибьтях засьтают теплозащитный материал, а потом производят окончательную заливку , через одну из прибылей до заполнения формы.Вьвдержку металла осуществляют в течение О, 1-0,5 времеш предыдущей ей заливки, а последующую заливку начинают с первоначально заданной скоростью и по достгсжении уровня металла в прибылях 2/3 их высоты скорость заливки уменьшают в 1,5-2,0 раза, J з.п. ф-лы. 2 табл. «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) А1 (50 4 В 22 0 37/ОО

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4113281/31-02 (22) 08.09.86 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Институт проблем литья АН УССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро герметичных и скважинных насосов Производственного объединения "Молдавгидромаш" (72) Н.П.Пухальский, В.Л.Конопацкий, А.А.Шейко, В.Я.Ласовецкий, В.Н.Бондаревский, И.А.Валентир, А.М.Степанов и Н.К.Шикло (53) 621.746.552(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1061928, кл. В 22 D 37/00, 1982.

Власов Н.Н. и др. Справочник по разливке черных металлов. М.: Металлургия, 1981, с.224-225. (54) СПОСОБ ЗАЛИВКИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к технологии заливки расплавов и может быть использовано в литейном производстве, Цель — улучшение качества отливок и повышение выхода годного литья. Заполнение формы с заданной скоростью начинают через литщпсовую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, затем заливку прерывают и делают выдержку металла, во время которой на зеркало металла в прибылях засыпают теплозащитный материал, а потом производят окончательную sBTIHBKv через одну из прибылей до заполнения формы. Выдержку металла осуществляют в течение О, 1-0, 5 времени предыдущей ей заливки, а последующую заливку начинают с первоначально заданной скоростью и по достижении уровня металла в прибылях 2/3 их высоты скорость заливки уменьшают в 1,5-2,0 раза. з.п. ф-лы. 2 табл.

1411099

Изобретение относится к области заливки расплавов и может быть ис1

35 пользовано в литейном производстве.

Цель изобретения — улучшение ка5 честна отливок и повышение выхода годного литья, Предложенный способ заливки применим для форм с открытыми прибылями и такая технология применяется, глав- 10 ным образом, для фасонных ответственных отливок, имеющих разные толщины стенок и резкие переходы от тонких к толстым местам. В этих случаях для получения отливок без усадочньж рако- 15 вин и рыхлот .необходимо создать условия гарантированной подпитки жидким металлом утолщенных частей и направленной кристаллизации.

Заливку согласно предложенному 20 способу начинают с заполнения формы с заданной скоростью через литниковую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, а затем производят перерыв подачи металла и его вы- 25 держку.

Выдержка после прерывания заливки, равная 0,1-0,5 от времени заливки формы через чашу необходима для обеспеt чения равномерной и спокойной первона-30 чальной направленной кристаллизации отливки. Если эта выдержка, менее 0,1 от времени заливки формы через чашу, то не обеспечивается равномерная и спокойная первоначальная направленная кристаллизация отливки, а также усложняется подготовка к последующей заливке формы из-за нехватки времени.

Если выдержка более 0,5 от времени заливки формы через чашу, то это при" А0 водит к перемерзанию металла в прибылях и последующая порция горячего металла, заливаемая в открытую прибыпь, уже не расплавит его.

Последующая заливка металла в од45 ну иэ открытых прибылей позволяет пополнить прибыли новой порцией горячего металла и тем самым улучшить питание отливок, так как горячий металл в прибылях увеличивает продолжительность питания. Это позволяет также .уменьшить объем прибылей на 5-10%. В первый момент дальнейшая заливка металла в открытую прибыль йроиэводится с той же скоростью расхода металла, что и при первоначальной заливке.Это обеспечивает интенсивное перемешивание и разогрев металла н нижней части прибыли. При достижении уровня металла в прибылях, равного 2/3 их высоты, скорость расхода уменьшают н 1,5-2 раза для увеличения интервала пополнения прибылей горячим металлом и их интенсивной работы по подпитке отливки на последующих стадиях кристалли зации. Такой способ управления заливкой позволяет дополнительно уменьшить объем прибылей на 3-5% и улучшить качество отливок эа счет уменьшения усадочных раковин и рыхлот. Снижение скорости расхода менее чем в 1 5 раза не увеличивает существенно времени работы прибылей. Снижение скорости расхода более чем н 2 раза приводит к переохлаждению металла в прибылях и к ухудшению подпитки отливки.

В начале выдержки после прерывания заливки через чащу на зеркало металла открытых прибылей, не участвующих в залинке (т.е, тех прибылей, через которые не производится последующая заливка), насыпают слой зкзотермической смеси из расчета 0,10,15 кг на каждый квадратный дециметр поверхности зеркала металла. Наличие экзотермической смеси на зеркале металла в открытых прибылях с начала указанной выдержки способствует разогреву и поддержанию высокой температуры металла в них в период подьема металла по высоте прибыли при заливке и после. Это увеличивает время подпитки отливки горячим металлом на

10-15%. При этом при заливке "горячего" металла в одну из прибылей в других прибылях металл поднимается уже частично охлажденным и поэтому подпитка отливки этими прибылями частично ухудшается. Указанный недостаток устраняет экэотермическая смесь, которая компенсирует потери температуры металла н тех прибылях, которые не участвуют в заливке, в результате чего питание всей отливки получается ранномерным. Слой экзотермической смеси менее 0„1 кг/дм не обеспечи2 вает должного разогрева и поддержания высокой температуры жидкого металла в прибылях н течение всего периода подпитки. Слой экзотермической смеси более 0,15 кг/дм приводит к нерациональному перерасходу ее.

В качестве экзотермической смеси для сплавов на основе черных металлов можно рекомендовать следующий состав, мас.%: алюминиевый порошок

11099

25 "брак литья в свзяи с ликвидацией де45 фектов усадочного происхождения, позволяет уменьшить расход металла на прибыли и тем самым повысить выход годного литья.

Формула

3 14 марки АПВ 34; железная окалина (кузнечная) 33; шамотный порошок 33.

Алюминиевый порошок является окисляемьм элементом в смеси, железная окалина — окислителем, шамотный порошок — наполнителем и теплоизолятором.

Опытно-промышленная проверка предлагаемого способа была проведена на отливках корпусов гидронасосов 8KF.

0М.399 весом 48 кг (материал — нержавеющая сталь 12Х18Н9ТЛ), По техническим условиям отливки испытываются гидравлическим давлением

7,35 МПа, течь и потение не допуска- ются. По известному способу заливка производилась в разовые песчаные формы с закрытьпчи прибылями только в литниковую чашу. Брак отливок по усадочным раковинам и пористости в среднем составлял 80%. С целью уменьшения брака была разработана новая технология заливки указанных корпусов насосов по предлагаемому способу также в разовые песчанные формы, но уже с тремя открытыми прибылями.

Заливка согласно предлагаемому

I способу применительно к указанным

:отливкам производится следующим. образом. Расплавленная сталь 12Х18Н9ТЛ при 1560-1580 С чайниковым ковшом заливается в литниковую чашу формы в течение 14 с до залолнения открытых прибылей на 1/3 их высоты. В этом случае скорость расхода металла при весе отливки 48 кг и веса 1/3 прибылей 22 кг составляет

48 + 22 — — — — = 5 кг/c °

14

Эта скорость определяется для каждой отливки индивидуально. При достижении..уровня металла в открытых прибылях, равного 1/3 их высоты, заливку в.чашу прерывают и дают выдержку 1,57 с. За время этой выдержки происходит равномерная, спокойная первоначальная кристаллизация отливки. Кроме того, выдержка способствует растягиванию времени подпитки отливки,что в конечном счете положительно влияет на качество отливки. Сразу же после прерывания заливки в чашу формы на зеркало металла двух прибылей, не участвующих в дальнейшей заливке, насыпают слой экзотермической смеси по

0,2-0,3 кг в каждую прибыль (площадь зеркала металла каждой прибыли равна

2 дь1 ).

Зкзотерлическая смесь вступает в реакцию с жидким металлом и в течение подъема металла по высоте прибылей при дальнейшей заливке разогревает и поддерживает высокую температуру металла. После указанной выдержки производят дальнейшую заливку металла из ковша в третью открытую прибыль (в которую не насыпали экзотермическую смесь) со скоростью расхода металла

5 кг/с до заполнения прибылей на 2/3 их высоты, после чего скорость расхода уменьшают до 2,5-3 кг/с,и с этой скоростью завершают заливку формы.

Такой режим дальнейшей заливки обеспечивает питание отливки горячим металлом в течение полной ее кристаллизации и тем самым существенно улучшает качество литья. В результате залиЪки литейных форм согласно предлагаемому способу брак отливок

8КЕ.003.399 уменьшился с 80 до 10%.

Заливку литейных форм предлагаемым способом производили при различных режимах. Результаты заливки приведены в табл.1 и 2.

Из табл.1 и 2 видно, что отливки получаются качественными при достижении металла в прибылях 1/3 их высоты, прерывании заливки и выдержке

0,1-0,5 от времени заливки формы через чашу при одинаковой скорости рас35 хода металла до заполнения 2/3 высоты прибылей, после чего скорость расхода уменьшается в 1,5-2 раза. Ðàñход экзотермической смеси наиболее рационален из расчета 0,1-0,15 кг на

40 каждый квадратный дециметр поверхнос ти зеркала металла прибыли.

Таким образом, предложенный способ литейных форм резко сокращает изобретения

1.. Способ заливки литейных форм, включающий заполнение формы с заданной скоростью через литниковую чашу до подъема металла в прибылях на l/3 их высоты, .выдержку металла, во время которой на зеркало металла в прибылях засыпают теплозащитный материал, и последующую заливку через одну из

1411099 былях 2/3 их высоты скорость заливки уменьшают в 1,5-2,0 раза, причем расход теплозащитного материала состав5 ляет О,l-О,15 кг/дм поверхности зер 2 кала металла в прибыли.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве теплозащитного материала используют зкэотермическую смесь, прибылей до окончательного заполнения формы, о тличающийс я тем, что, с целью улучшения качества отливок и повышения выхода годного литья, выдержку металла осуществляют в течение О, 1-0 5 времени предыдущей ей заливки, а последующую заливку начинают с первоначально заданной скоростью и по достижении уровня металла в приТаблица 1

Уров ень металла в прибыОпыт

Расход металла

Расход металла после ная ( заот кон лях в моца выдержки до 2/3 высоты прибылей,кг/с заполнения 2/3 мент прерыванияя заливки высоты прибылей, кг/с ивке ормы (по вы соте) в чашу (по высоте) 1/4

Отливка годная

То же

2,5

2/3

2,5

2/3

2,3

Отливка годная

2/3

2,5

3/3

3/3

Отливка годная

3/3

3/3

То же

2 1/3

3 1/2

4 2/3

Уровень металла в прибь лях при дальней шей заРасход металла до прерывания заливки в чашу, кг/с

Характеристика заливки и качество отливки

В верхней части отливки пористость, при гидроиспытаниях появилась течь

Металл прибылей закристаллизовался преждевременно.

Пористость. Течь

Увеличило с ь вр емя заливки, металл в прибылях переохладился, имеются усадочные раковины

Прибыли преждевременно за- кристаллизовались. В верхней части отливки пористость

Увеличилось время заливки, металл в прибылях переохладился. Раковины в центральной части заливки

Металл прибылей преждевременно закристаллизовался.

Отливка имеет пористость под верхним фланцем

1411099

Таблица 2

Характеристика заливки и качество отливки чашу до заливки в прибыль), с

1/3

1 0

0,1

1/3

1,5

0,1

Отливка годная Отливка годная

0,1

1/3

7,0 Металл в прибыпях частично saкристаллизовался, доливаемый металл его полностью не расплавил, отливка имела пористость под верхним фланцем

0,1

1/3

9,0

1/3-3/3 5

0,05

1/3-3/3 5

1/3-3/3 5

Отливка годная

0 !

0,15

То же

Часть экsoтермической смеси не участвовала в работе.

Отливка годная

1/3-3/3 5

0,2

Составитель Т.Чиркунова

ТехредЛ.Олийнык Корректор В.Гирняк

Редактор В.Данко

Заказ 3512/12 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Опыт- Уровень ная металла залив- в прибыка лях (по высоте) Время выдержки (от прерывания э аливки В

Расход экзотермической смеси на зеркало металла рибыли,; кг/дм

Не успели за такое короткое время после заливки в чашу заливать в прибыль из одного ковша

Металл в прибылях преждевременно эакристаллизовался. Отливка имела паристость в средней части