Способ центробежного литья отливок

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным способом. Цель изобретения - повышение качества отливок за счет обеспечения их направленной кристаллизации . Условия для направленной кристаллизации обеспечиваются путем создания в расплаве силового поля центробежных сил, при этом в нем формируется неравномерно распределенное давление. В зонах с более высоким давлением при равномерном охлаждении расплава создаются приоритетные условия для начала кристаллизации. Для осушествления способа скорость вращения кристаллизатора доводят до получения в периферийной зоне расплава давления, необходимого для увеличения температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 22 D 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4038102/31-02 (22) 25.12.85 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) А. В. Попов, И. Д. Жестовский, В. М. Колосов и А. Ф. Смирнов (53) 621.74.042 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 791447, кл. В 22 D 13/00, 1980. (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным способом. Цель изобц„Я0„„1424 52 А1 ретения — повышение качества отливок за счет обеспечения их направленной кристаллизации. Условия для направленной кристаллизации обеспечиваются путем создания в расплаве силового поля центробежных сил, при этом в нем формируется неравномерно распределенное давление. В зонах с более высоким давлением при равномерном охлаждении расплава создаются приоритетные условия для начала кристаллизации.

Для осуществления способа скорость вращения кристаллизатора доводят до получения в периферийной зоне расплава давления, необходимого для увеличения температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава.

1424952

Форм ула. и зоб ретения 1

Изобретение относится к литейному производству.

Целью изобретения является повышение качества ответственных, изготавливаемых, например, по выплавляемым моделям отливок.

Повышение качества отливок достигается за счет организации направленной кристаллизации расплава, залитого в центробежную форму.

После заливки во вращающуюся форму в расплаве в единичном объеме V массой m, удаленном от оси на расстояние rp — г, формируется под действием силового поля давление, описываемое выражением ( )

P = у (— (r — го) ), г (1) где у — плотность расплава; г, гг — максимальное и минимальное расстояния от оси вращения до периферийной зоны; о — угловая скорость вращения кристаллизатора.

Повышение давления в расплаве повышает температуру кристаллизации Тир. Завих симость Т. от величины давления в рас плаве может быть с любой точностью описана математической моделью

Ткр = Ткр + 2,I) Р„, (2) рость вращения кристаллизатора и осуществить направленную кристаллизацию расплава.

Способ осуществляют следующим образом.

Керамическую форму с расплавом стали помещают в стальной футерованный изнутри герметичный после заливки кристаллизатор, причем в качестве опорного наполнителя применяют перегретый расплав олова, имеющий сходную со сталью плотность (заливают расплав типа ВНЛ5ЖС6) .

В различных экспериментах величину г(о переохлаждения AT = (TKp — Tvp) принимак)т равной 0,1 — 1 0 С и в соответствии с этим давление в периферийных зонах расплава подбирают до 600 †6 атм (сплав стали имеет р = 3,5.10 о см - /мН), что достигается вращением кристаллизатора со скоростью 1500 — -6000 об/мин (максимальный диаметр формы с расплавом

400 мм).

Перегрев заливаемого расплава составляет 100 — 150 С.

После затвердевания отливка имеет направленную структуру в направлении от периферийной части формы к центру.

25 о

1 где Ткl — температура кристаллизации расплава при нормальном давлении;

T p — температура кристаллизации расплава при давлении Р.; — коэффициент математической модели зависимости Т"p(Pх);

Р— — давление, развиваемое силовым полем в локальной зоне расплава.

Исходя из этого, слабо перегретый, расплав, будучи помещенным в центрифугу, испытывает усилие

F = уело V-, г,г

М градиент которого направлен от оси враще- 4р ния к периферийной части. Это, в свою очередь, формирует в расплаве, в его периферийной части, максимальные усилия и давление.

Поэтому, зная текущую температуру слабо перегретого расплава Т„можно путем 45 подбора угловой скорости вращения о центрифуги сформировать такое давление Р,, что кристаллизация начнется в периферийной. части отливки при температуре Т p =о

Т, несколько выше Têp, соответствующей нормальному давлению. Фронт кристаллизации при этом распространяется без направленного теплоотвода с периферийной области к оси вращения.

Таким образом, выражения (1) и (2) позволяют в случае слабо перегретого расплава подобрать в зависимости от геометрических размеров отливки (ro, r) и начальной температуры Ткр необходимую с«оТ.", — Т., = Х (6,,Р,, о где Т.р —— температура кристаллизации расплава при нормальном давлении; тем пература кристалл иза ци и расплава при давлении Р.; коэффициент математической модели зависимости TKp(Ð ). давление, развиваемое в периферийной зоне расплава, а необходимое давление — из выражения х

Т.p—

Px— 2

Р = у ((гг — г<>) ), Я где 7 — плотность расплава;

r, ro — максимальное и минимальное расстояния от оси вращения до периферийной зоны; а — угловая скорость вращения крис. тал, гизатора.

Способ центробежного литья отливок, включающий заливку расплава во вращающийся кристаллизатор, оТ.гичаюгчийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет обеспечения их направленной кристаллизации, скорость вращения кристаллизатора доводят до получения в периферийной зоне расплава давления, необходимого для увеличения температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава, причем интервал метастабильности определяют из выражения