Способ определения оптимальной толщины стенки литейной формы

 

Изобретение относится к литейному производству и металлургии, может быть использовано при получении отливок в оболочковых и керамических литейных формах; реализация изобретения позволяет уменьшить образование горячих трещин в отливке . Сущность: в способе определения оптимальной толщины стенки литейной формы, включающем изготовление по крайней мере трех форм-моделей различной толщины, заливку металла в формы-модели, измерение средней по толщине стенки модели температуры в выбранных точках контакта с отливкой , определение по заданному времени пребывания отливки в литейной форме толщины стенки; также определяют-для каждой толщины стенки формы-модели в выбранных точках контакта с отливкой, время достижения средней по толщине стенки формы-модели температуры, равной температуре солидуеа охлаждаемого расплава . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22 0 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г..I .ю (21) 4842287/02 (22) 30.03.90 (46) 30.08.93; Бюл. ¹ 32 (75) B,B,AáðàìoB, С.В.Кузнецов, А.Г.Андриенко и С.В.Родякин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 107174, кл. В 22 0 15/00, 1983, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМА ЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ЛИТЕЙНОЙ

ФОРМЫ (57) Изобретение относится к литейному производству и металлургии, может быть использовано при получении отливок в оболочковых и керамических литейных формах;. реализация изобретения позволяет уменьшить образование горячих трещин в отливИзобретение относится к литейному производству и металлургии, может быть использовано при получении отливок в оболочковых и керамических литейных формах.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение точности экспериментальных работ, связанных с уменьшением образования горячих трещин в отливке.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения толщины стенки литейной формы, дополнительно фиксируют время достижения средней по толщине стенки модели формы температуры, равной температуре солидус залитого расплава металла.

По сравнению с прототипом, существенным отличительным признаком являютÄÄ5U, 1836995 Al ке. Сущность: в способе определения оптимальной толщины стенки литейной формы, включающем изготовление по крайней мере трех форм — моделей различной толщины, заливку металла в формы — модели, измерение средней по толщине стенки модели температуры в выбранных точках контакта с отливкой, определение по заданному времени пребывания отливки в литейной форме толщины стенки; также определяют.для каждой толщины стенки формы-модели в выбранных точках контакта с отливкой. время достижения средней по толщине стенки формы-модели температуры, равной температуре солидуса охлаждаемого расплава. 2 ил. ся временной и температурные режимы: в прототипе определяют время достижения средней по толщине стенки формы-модели температуры, равной температурному порогу циклической вязкости материала формы, а в заявляемом обьекте — время достижения в модели температуры, равной температуре солидуса расплава. Более тонкая стенка формы, получаемая по предлагаемому способу, по сравнению со стенкой, определяемой в прототипе. обеспечивают уменьшение деформации растяжения на поверхности отливки. Ниже указано, в зависимости от температуры .солидуса уменьшение деформаций в процентах А7ь в отливке при охлаждении ее 8 предлагаемой литейной формы по сравнению с формой, толщина стенки, в которой определяется в прототипе.

1836995 (ел:псратура сопидуса 1500 1400 1300 1200 1100

А ф 250 233 217 200 183

Гаким образом, в литейной форме, сконструированной по г1редлагаемому в заявке способу, дп BGQx рассмотренных эна- .е ий температур солидуса, опасные для обр.:.;;-:овация горячих трещин деформации мг"-! (-,ш"; -! ппимерно в 2 раза

Учигывая. что предел прочности керамик;, в и гтарвапе температур 1100 — 1500 С на превышает 2 — 3 МПа, возможно образовани":. трещин и:керамической литейной форме Образование -грещин приводит ,!lý;!h!e!;ëåìó резкому уменьшению сил торл:,о::кения r: eæãу отливкой и стенкой формы, :-:.о ак:ке будет способствовать уменьше::ию вероятности обоазования горячих трещин.

Таким образом, по сравнению с прототипо.:-h г;редлагаемае техническое решение содержит вышеуказанные отличительные п »!çíàêè и следовательно, соответствует требованию "новизны", По укаэанным отличительным существенн лм признакам проведен поиск. Известных решений не найдено. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требо;aíè!î "существенное отличие" по пункту

9.04 Инструкции Ý3-2-74, Поскольку заявляемое техническое рец. ен ие позволяет уменьшить образование . орл-!«>: трещин при охлаждении расплава в и":«ã åðD:-пе эффектной кристаллизации и применимо дпя любых конструкций оболочKnBhfY и керамических литейных форм, то оно соответствует требованию "поло>кительный эффект", На фиг, 1 показана зависимость средней те . .пературы по толщине стенки модели-формы от времени пребывания отливки; на фиг, 2 — максимально допустимая толщина стенки проектируемой литейной формы оТ времени пребывания отливки в форме.

Кривая 1 — по способу, описанному в прототипе, 2 — по предлагаемому способу.

П о и м е р. Требуется определить макси..1ально допустимую толщину стенки.кварцевой керамической литейной формы, обеспечиваю цей резкое уменьшение вероятности образования горячих трещин на поверхности отливки при охлаждении ее в эффективном интервале кристаллизации (ЭИК) стали. Химический состав стали,,4:

0,6 С, 0,6 Мп и 0,3 Si, Температура солидуса

tç =- .400 С, Площадь поперечного сечения отливки в зоне горячего пятна F = 400689 мм . Толщину стенки установить для времени пребывания отливки в форме 20, 60, 120 мин.

Ориентировочно толщины стенок моделей определяют из неравенства

0,04 S/ F «0,2.

По форме поперечного сечения отливки изготавливают три модели с постоянными толщинами S1 =- 0, 1 Р = 25 мм, 32 = 0,1P =

63,5 мм и Яэ = 0,2 F = 127 мм. Заливают металл в формы-модели.

Для рассматриваемых в примере форммоделей, с толщиной стенок S 25 мм, 63, 127 мм, время т достижения средней по толщине стенки модели температуры равной температуре солидуса соответственно равно 6, 28, 120 мин (фиг. 1).

Перестраивают графики на фиг, 1 в координатной системе S и г(фиг. 2, кривая 2).

Здесь же показана кривая 1, выражающая зависимость между S и г по прототипу, Влияние времени пребывания отливки в проектируемой литейной форме на толщину ее стенки, показано в таблице, Из приведенной таблицы видно, что предлагаемый способ определения оптимальной толщины стенки обеспечивает более тонкую литейную форму, чем при определении ее по прототипу, что как было показано выше, способствует уменьшению трещинообраэования в слитке, В настоящее время, только на Украине ежегодно в обопочковые и керамические формы отливаются более 35 тыс.т стали в год. Процент брака по горячим трещинам колеблется от 2 до 4%. При устранении горячих трещин ежегодно будет по республике экономиться около 1000 тонн стали.

Формула изобретения

Способ определения оптимальной толщины стенки литейной формы по отсутствию горячих трещин в отливке, включающий изготовление по крайней мере трех моделей

45 литейных форм с различной толщиной стенки, заливку расплава металла в модели форм и измерение по усредненной толщине стенки модели-формы температуры в фиксированных точках, вычисление толщины стенки, отличающийся тем, что. с целью снижения трудоемкости и повышения точности экспериментальных работ, дополнительно фиксируют время достижения усредненной температуры по толщине стенки модели формы. равной температуре солидуса залитого расплава металла.

1836995

1836985

S, ж и 40 Ы Ю 100 120f401бО 7,мин

Время лредыВоноя юлмЮы 3 жюмУюпй роро

Qual Г

Редактор С,Кулакова

Заказ 2851 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

f70

/бР

/®

fX

Я

Ю

1Я

Уд

И

_#_

50 ф

Я

fg

Составитель В.Казаков

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь