Литейная форма для отливки сердечника железнодорожной крестовины

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке сердечников железнодорожных крестовин в двухслойные формы. Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости сердечников. Литейная форма для отливки сердечников железнодорожной крестовины включает верхнюю и нижнюю полуформы, внутренние поверхности которых образуют полость А. Форма и размеры этой полости соответствуют конфигурации и размерам отливки сердечника. Нижняя и верхняя полуформы содержат металлические оболочки и облицовочное покрытие. Поверхности 3 и 4 в нижней полуформе оформляют соответственно поверхности катания острия и усовиков в зоне износа сердечника. Эта зона имеет в зависимости от типоразмера сердечника определенную длину и распространяется равномерно в обе стороны от математического острия, которому в литейной форме соответствует вершина 5 поверхности 3. Толщина облицовочного слоя на участках, оформляющих поверхности катания острия и усовиков в зоне их износа, расположенной по обе стороны от участка, соответствующего математическому острию сердечника, составляет 0...0,48 ширины полости литейной формы, оформляющей поверхности катания усовиков, а на остальных участках формы составляет 0,013...0,014 длины полости формы. Технические преимущества заключаются в повышении устойчивости металла против смятия и контактно-усталостного выкрашивания в зоне износа усовиков и острия сердечника и устранении дефектов усадочного происхождения в отливке. Это достигается увеличением интенсивности теплоотвода в зоне износа сердечника и созданием условий для свободной усадки металла. 4 ил.

СС803 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 В 22 D 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ!4 И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР (21) 4149461/31-02 (22) 08.10.86 (46) 07 ° 04.89. Бюл. Р 13 (71) Днепропетровский институт инженеров железнодорожного транспорта им.M.È.Êàëèíèíà (72) Б.Н.Смирнов, И.Д.Стеценко, Л.А.Логвинов, Н.M.Аптекарь и Н.Е.Иванов (53) 62 1.746.073 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 566672, кл. В 22 С 9/12, 1975. (54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ОТЛИВКИ

СЕРДЕЧНИКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ КРЕСТОВИНЫ (57) Изобретение относится к литей- ному производству и может быть использовано при отливке сердечников железнодорожных крестовин в двухслойные формы. Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости сердечников. Литейная форма для отливки сердечников железнодорожной крестовины включает верхнюю и нижнюю полуформы, внутренние поверхности которых образуют полость

А. Форма и размеры этой полости соответствуют конфигурации и размерам отливки сердечника. Некияя и верхняя, полуформы содержат металлические обоÄÄSUÄÄ147O441 лочки и облицовочное покрытие. Поверхности 3 и 4 в нижней полуформе оформляют соответственно поверхности катания острия и усовиков в зоне износа сердечника. Эта зона имеет в зависимости QT типоразмера сердечника определенную длину и распространяется равномерно в обе стороны от математического острия, которому в литейной форме соответствует вершина 5 поверхности 3. Толщина облицовочного. слоя на участках, оформляющих поверхности катания острия v. усовиков в зоне их износа, расположенной по обе стороны от участка, соответствующего математическому острию сердечника, составляет 0...0,48 ширины полости литейной формы, оформляющей поверхности катания усовиков, а на остальных участках формы составляет

0 013.. ° 0 014 длины полости формы.

Технические преимущества заключаются в повышении устойчивости металла против смятия и контактно-усталостного выкрашивания в зоне износа усовиков и острия сердечника и устранении дефектов усадочного происхождения в отливке. Это достигается увеличением интенсивности теплоотвода в зоне износа сердечника и созданием условий для свободной усадки металла. 4 ил.

1470441

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке сердечников железнодорожных крестовин в двухслойные фор мые

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости сердечников.

На фиг.1 приведена литейная форма для отливки сердечника, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1 (в пределах зоны износа); на фиг.4— разрез Б-Б на фиг.1 (за пределами зоны износа). 15

Литейная форма для отливки сердечника железнодорожной крестовины включает верхнюю и нижнюю полуформы, внутренние поверхности которых образуют полость А. Форма и размеры этой 20 полости соответствуют-конфигурации и размерам отливки сердечника. Нижняя и верхняя полуфориы содержат металлические оболочки 1 и облицовочное покрытие 2. Поверхности 3 и 4 в нижней 25 полуформе оформляют соответственно поверхности катания острия и усовиков в зоне износа сердечника.,Эта зона имеет в зависимости от типоразмера сердечника определенную длину и Д0 распространяется равномерно в обе стороны от математического острия, которому в литейчой форме соответствует вершина 5 поверхности 3.

Толщина облицовочного слоя на участках, оформляющих поверхности катания острия и усовиков в зоне их износа, расположенной по обе стороны от участка, соответствующего математическому острию сердечника, состав- 40 ляет 0...0,48 ширины полости литейной формы, оформляющей поверхности катания усовиков, а на остальных участках формы составляет 0 013...

0,014 длины полости формы 45

П р и и е р 1. В литейной форме для отливки сердечника типа Р50 марки 1/9 на участке, соответствующем зоне износа сердечника и включающем поверхности 3 и 4, оформляющие поверхности катания острия и усовиков, 50 облицовка отсутствует, а на остальных участках формы толщина облицовки равна 0 013 длины полости А литейной формы, что составляет 35 ми при длине полости 2,7 и (для данного типа

55 сердечника). При этом в. зоне износа скорость .теплоотвода в интервале температур кристаллизации стали (16701420 К) V = 5,78 град/с, а в интервале температур выделения карбидов (1220-870 К) Ч = 2,52 град/с. Такая интенсивность теплоотвода обеспечи- вает в рабочем слое (глубиной 12 мм) поверхностей катания острия и усовиков плотную мелкозернистую структуру с высоким значением ударной вязкости. Плотность металла равна

7834 кГ/м, а ударная вязкость (в

3 литом состоянии) равна 0,335 ИДж/м

Благодаря высокой интенсивности охлаждения в структуре литого металла отсутствует карбидная фаза. Этим объясняется высокое значение плотности и ударной вязкости металла в рабочем слое сердечника в пределах зоны износа.

Испытания такой стали показывают, что ее износостойкость (оцененная по потере размеров) в 2 раза выше износостойкости металла сердечников, отлитых в песчано-глинистую форму по известной технологии.

Облицовочный слой на остальных участках фдрмы (вне зоны износа) составляет половину величины линейной усадки сердечника (при-минимальном ее значении 2,6X) по длине. Это обеспечивает свободную усадку металла, о чем свидетельствует отсутствие трещин в отливке.

Пример 2. Форма для отливки сердечника типа Р50 марки 1/9 имеет, в зоне износа облицовочный слой, равный 0,48 ширины полости А в той части, которая оформляет поверхность катания усовиков, что при ширине этой полости 50 мм составляет 24 ми.

Скорость кристаллизации V, = — 1,73 град/с, а в интервале выделения карбидов Ч = 1 54 град/с. При этом плотность металла равна

7800 кГ/м, а ударная вязкость

Э

0,27 МДж/м .

Некоторое снижение плотности и ударной вязкости объясняется уменьшением интенсивности теплоотвода при появлении облицовочного покрытия толщиной 24 мм. Износостойкость такой стали в 1,5 раза выше износостойкости металла сердечников, отлитых в песчано-глинистую форму.

На остальных участках формы облицовочный слой равен 0,014 длины полости А, что при длине полости 2,7 м составляет 38 им. Такой слой смеси обеспечивает необходимую податли1470441

30 вость литейной формы, так как он равен половине величины линейной усадки сердечника (при максимальном ее значении, равном 2,87). Отсутствие

5 трещин в отливке свидетельствует о достаточной податливости формы.

Пример 3. На участке формы, соответствующей зоне износа, толщина облицовки более 0,48 ширины полос- 10 ти, оформляющей усовики (более 24мм).

На остальных участках формы толщина облицовки менее 0,013 длины полости

А (менее 35 мм).

В этом случае интенсивность охлаждения в зоне износа соответствует интенсивности теплоотвода в песчаноглинистой форме. Скорость кристаллизации V„= 1,15 град/с, а в период выделения карбидов V =0,63 град/ с. 20

В результате плотность снижается до

7770 кГ/м, а ударная вязкость — до

Ь

0,119 Щж/м . В структуре металла наблюдается почти сплошная сетка карбидов. Это является причиной резкого 25 снижения износостойкости стали. Износостойкость стали, отлитой в такую форму, не отличается от износостойкости металла сердечников, отлитых в песчано-глинистую форму.

Облицовочный слой толщиной менее

35 мм на остальных участках формы не обеспечивает необходимую ее податливость, что вызывает затрудненную усадку металла и появление термических напряжений, ведущих к разрушению затвердевшего наружного слоя отливки (появляются трещины).

Технические преимущества изобретения заключаются в повышении устойчивости металла против смятия и контактно-усталостного выкрашивания в зоне износа усовиков и острия сердечника и устранения дефектов усадочного происхождения в отливке.

Это достигается увееличением интенсивности теплоотвода в зоне износа сердечника и созданием условий для свободной усадки металла.

Положительный эффект выражается в повышении эксплуатационной стойкости сердечников примерно в 1,5 раР Ф за а формула изобретения

Литейная форма для отливки сердечников железнодорожной крестовины, имеющего поверхности катания на усовиках и острие, содержащая металлическую оболочку и облицовочный слой формовочной смеси на ее рабочей поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости сердечников, толщина облицовочного слоя на участках, оформляющих поверхности катания острия и усовиков, расположенных по обе стороны от участка, оформляющего острие сердечника и равного 0,180,26 длины полости литейной формы, составляет 0...0,48 ширины полости литейной формы, оформляющей поверхности катания усовиков, а на остальных участках формы составляет 0,0130,014 длины полости формы.

1470441 л-А

Редактор Н.Тупица

Заказ 1416/13 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 у 4 фиг. 3

Составитель Л.Жукова

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар