Способ получения отливок из сплавов системы свинец-сурьма

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отливок из зазвтектических сплавов системы Pb - Sb, обладающих повышенными пластическими и прочностными свойствами. Цель изобретения - повышение пластических свойств заэвтектических сплавов при сохранении прочностных характеристик. Способ предусматривает приготовление расплава из составляющих с перегревом над температурой ликвидус, их смешивание, заливку в литейную форму расплава при температуре, превышающей температуру ликвидус на 300 - 400°С, причем охлаждение до 230 - 350°С ведут со скоростью 0,2 - 1 град/с, после чего перемешивают, а дальнейшее охлаждение проводят со скоростью 1 - 400 град/с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 27/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726272/02 (22) 27.07.89 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) М.Г.Зелин (53) 621.746.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1306641, кл. В 22 D 1/00, 1987.

Курдюмов А.В. и др. Литейное производство цветных и редких металлов, M.: Металлургия, 1972, с. 233. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ

СПЛАВОВ СИСТЕМЫ СВИНЕЦ-СУРЬМА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отИзобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отливок из заэвтектических сплавов системы

Pb- Sb, обладающих повышенными пластическими и прочностными свойствами, Цель изобретения — повышение пластических свойств заэвтектических сплавов при сохранении их прочностных. характеристик.

Способ предусматривает загривку в литейную форму расплава при температуре, превышающей температуру ликвидус на 300 — 400 С, затем перемешивание и последующее охлаждение со скоростью

1 — 400 град/с.

Такой способ получения отливок из заэвтектических сплавов Pb — Sb позволяет повысить пластические характеристики при сохранении прочностных свойств за счет обеспечения в структуре сплавов наряду с первичными кристаллами Р -фазы, имеющими высокие прочностные свойства, пер„„ Ы„„1659170 А1 ливок из заэвтектических сплавов системы . Pb — Sb, обладающих повышенными пластическими и прочностными свойствами. Цель изобретения — повышение пластических свойств заэвтектических сплавов при сохранении прочностных характеристик. Способ предусматривает приготовление расплава из составляющих с перегревом над температурой ликвидус, их смешивание. заливку в литейную форму расплава при температуре, превышающей температуру ликвидус на 300 — 4000С, причем охлаждение до 230 — 350 С ведут со скоростью 0,2—, 1 град/с, после чего перемешивают, а дальнейшее охлаждение проводят со скоростью

1 — 400 град/с. кие пластические свойства.

Температуру заливки сплавов поддерживают на 300 — 400 С выше температуры ликвидуса. После заливки в литейную форму при охлаждении со скоростью 0.2 — 1 град/с до температуры 230 — 350 С происходит расслоение первоначально однородного жидкого раствора Pb — Sb на области доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов из-за различия в атомном весе Pb и Sb, В известных способах такое расслоение не допускается и с ним борются различными методами. Наибольшая температура нагре8а Тд = + 400 С вЂ” выше происходит интенсивное газонасыщение расплава, в частности, кислородом, что ухудшает комплекс механических свойств, При температуре нагрева, не превышающей на 300 С температуру ликвидуса, и при охлаждении со скоростью большей 0,2 — 1 град/с не

1659170 успевает произойти расслоение жидкого расплава Pb — Sb. Снижение скорости охлаждения ниже 0,2 — 1 град/с приводит к неоправданному удорожанию способа.

При охлаждении до температуры ниже 220 С сплав переходит в твердое состояние — получается отливка с неоднородной структурой, так как атом свинца в два раза тяжелее атома сурьмы, у дна отливки будет ! ! структура а + эвтектика, промежуточный ,слой — эвтектика, затем слой j3+ эвтектика.

Поскольку точность поддержания температуры при использовании стандартного оборудования + 10 С, то гарантированное осуществление способа — получение однородной. структуры a+P + эвтектика, дающей повышение пластичности из-за введения первичных криСталлов пластичной а -фазы при сохранении прочностных свойств, обусловленных наличием первич ных кристаллов Р -фазы, — возможно при температуре перемешивания Тс>>230 С.

При T« e 350 С способ не дает увеличения пластичности из-за растворения первичных кристаллов а-фазы.

Скорость охлаждения после перемешивания 1 — 400 град/с. При скоростях охлаждения менее 1 град/с происходит растворение неравновесных первичных кристаллов а -фазы — отсутствует эффект повышения пластичности. При охлаждении со скоростью более 400 град/с возможно получение аморфной структуры или ликвационной неоднородности, обусловливающей снижение пластичности.

Таким образом, сравнение всех признаков, характеризующих предлагаемый способ получения отливок из заэвтектических сплавов системы Pb — ЯЬ, с известными удовлетворяет критерию "Существенные отличия

Способ получения отливок осуществляется следующим образом, 8 тигель помещают механическую смесь свинца и сурьмы при содержании сурьмы более 13 g, и нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидуса на 300 — 400 С, Жидкий расплав заливают в литейную форму и охлаждают до

230 — 350 С. Затем осуществляют перемешивание, например, механически и последующее охлаждение со скоростями 1 — 400 град/с.

Конкретную реализацию способа осу. ществляли на примере получения отливок из сплава РЬ вЂ” 40% Sb, Брали чистый свинец (99,999 j) .и сурьму (99,999„ /,). Измельчен5 ную механическую смесь Pb — 40 g, Sb (температура ликвидуса T> = 400 С) нагревали до 650 — 850 С. Жидкий расплав заливали в медную изложницу цилиндрической формы ф 20 мм, охлаждали до 230 — 360 С.

10 Затем осуществляли механическое переме-, шивэние и дальнейшее охлаждение с различными скоростями: с печью 0,2 град/с, на спокойном воздухе 2 —,5 град/с, в воде

400 град/с. Готовили шлифы вдоль образу15

50 ющей цилиндра и поперек, Металлографический анализ показал наличие однородной структуры, состоящей из эвтектики (а +P), первичных кристаллов а и Р -фазы при реализации данного способа в соответствии с укаэанными режимами. Механические характеристики измеряли на плоских образцах с размером рабочей части 25хбх2 мм, изготовленных из пластин, нарезанных параллельно оси отливки. Результаты механических испытаний показали, что способ позволяет получить отливки из эвтектических сплавов с повышенной пластичностью при сохранении прочностных свойств, Таким образом, предлагаемый способ дает воэможность повысить пластические характеристики заэвтектических сплавов системы Pb — Sb при сохранении их прочностных свойств, Это улучшает эксплуатационные свойства отливок и их окончательную обрабаты ваемость.

Формула изобретения

Способ получения отливок из сплавов системы свинец — сурьма, включающий приготовление расплава иэ составляющих с перегревом над температурой ликвидус, их смешивание, заливку в литейную форму и последующую кристаллизацию при охлаждении, отличающийся тем, что, с целью повышения пластических свойств эаэвтектических сплавов при сохранении прочностных характеристик, заливку в литейную форму расплава ведут при температуре, превышающей температуру ликвидус на

300 — 400 С, охлаждение до 230 — 350 С ведут со скоростью 0,2 — 1 град/с. затем перемешивают, а дальнейшее охлаждение проводят со скоростью 1 — 400 град/с.