Способ получения стальных отливок центробежным литьем

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным литьем. Во вращающуюся вокруг вертикальной оси литейную форму осуществляют заливку расплава и одновременную подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3, например карбида вольфрама, для упрочнения внешней поверхности отливки. После заливки 50% расплава прекращают подачу карбида вольфрама и для упрочнения внутренней поверхности отливки осуществляют подачу частиц плотностью менее 8000 кг/м3 , например карбида кремния, до окончания заливки расплава. Обеспечивается получение отливок с высокими механическими свойствами внешней и внутренней поверхности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии изготовления отливок, получаемых методом центробежного литья с упрочнением внешней и внутренней и частей отливки дисперсными твердосплавными фазами, которые могут быть применены в металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ формирования стальной трубной заготовки путем центробежного литья, включающий заливку расплава во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму и упрочнение поверхности заготовки путем подачи через дозатор в заливочный желоб в струю расплава тугоплавких дисперсных частиц, при этом для упрочнения внешней поверхности осуществляют подачу дисперсных частиц с плотностью более 6000 кг/м3 с первыми порциями расплава и заканчивают подачу после заливки 75% расплава, а для упрочнения внутренней поверхности осуществляют подачу тугоплавких частиц с плотностью менее 5000 кг/м3 после 25% расплава и заканчивают подачу с окончанием процесса разливки (RU №2381087, B22D 13/00, опубл. 10.02.2010.). Способ обеспечивает возможность упрочнения внешней и внутренней поверхности получаемой заготовки. Однако таким способом возможно получить только стальную трубную заготовку, упрочненную с внутренней и внешней стороны и невозможно получить отливку с упрочненной внутренней поверхностью типа «стакан».

В качестве ближайшего аналога выбран способ центробежного литья на машинах с вертикальной осью вращения, включающий заливку расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют в неподвижную форму, а вращение ее начинают до окончания заливки расплава после затвердевания донной части отливки.

Способ позволяет получать отливки типа «стакан» (RU №2235001, B22D 13/00, опубл. 27.08.2004.).

Недостатком способа являются необходимость дополнительных технологических операций с целью упрочнения внешней, внутренней и торцевой поверхностей отливки.

Задачей изобретения является получение стальных отливок центробежным литьем с высокими прочностными свойствами внешней и внутренней поверхностей отливки.

Указанная задача решается тем, что при реализации способа упрочнения внешней и внутренней частей поверхности отливки, включающем заливку расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют во вращающуюся форму, с одновременной подачей тугоплавких частиц плотностью более 8000 кг/м3, после затвердевания заготовки, согласно изобретению, подача частиц, имеющих плотность более 8000 кг/м3, прекращается и начинается подача частиц плотностью менее 8000 кг/м3, при этом подача тугоплавких частиц плотностью более 8000 кг/м3 начинается с заливкой расплава и завершается после заливки 50% расплава, а подача частиц с плотностью менее 8000 кг/м3 начинается после заливки 50% расплава и продолжается до конца плавки.

В предлагаемом способе для упрочнения внешних частей заготовки тугоплавкими частицами плотностью более 8000 кг/м3, их начинают подавать одновременно с началом заливки расплава в литейную форму и продолжают подачу частиц до заливки 50% от массы расплава, а для упрочнения внутренней части заготовки тугоплавкими частицами плотностью менее 8000 кг/м3, их подача начинается после заливки 50% от массы расплава и продолжается до окончания процесса разливки. В случае окончания подачи дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3 до заливки 50% расплава, количества частиц недостаточно для обеспечения равномерных свойств по высоте внешней поверхности отливки. В случае подачи дисперсных частиц плотностью 8000 кг/м3 на протяжении всего времени разливки, частицы, вводимые после заливки 50% расплава, вследствие кристаллизации боковых поверхностей и донной части отливки распределяются по всему объему отливки, не изменяя прочностные свойства внешней поверхности отливки, но приводя к существенным затратам дисперсных частиц. В случае начала подачи дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 до заливки 50% расплава, частицы распределяются по всему объему отливки, существенно не изменяя прочностные свойства внутренней поверхности отливки, но также приводя к существенным затратам дисперсных частиц.

Технический результат изобретения заключается в получении стальной отливки центробежным литьем с возможностью обеспечения внешней и внутренней частей отливки высокими прочностными свойствами.

Технический результат достигается тем, что стальная отливка формируется путем заливки расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют во вращающуюся форму, при этом одновременно начинают подачу дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3, подачу прекращают после поступления 50% массы расплава, после чего начинают подачу дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 и заканчивают ее одновременно с окончанием процесса разливки.

Сущность данного способа иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема получения упрочненной отливки методом центробежного литья: 1 - форма, 2 - расплав, 3 - сталеразливочный ковш, 4 - механизм вращения, 5 - дозатор, 6 - тугоплавкая дисперсная фаза. Фиг. 2 иллюстрирует распределение дисперсных частиц по завершению заливки расплава.

Пример осуществления способа

Отливку получали из марки сталь 20 выплавленной в индукционной печи. Внешний диаметр заготовки 150 мм, внутренний диаметр 110 мм, высота 70 мм, толщина дна 30 мм. В качестве упрочняющей фазы использовали карбид вольфрама (WC), плотностью 15800 кг/см3 в количестве 200 г, а также карбид кремния (SiC), плотностью 3210 г/см3 в количестве 200 г. Расплав температурой 1650°С из сталеразливочного ковша заливали во вращающуюся со скоростью 600 об/мин форму, при этом в струю стали при помощи дозатора начинали подачу WC. Подачу WC прекращали после заливки 50% расплава. После подачи 50% от массы расплава начинали подачу SiC. Подача SiC прекращалась одновременно с окончанием процесса разливки. После полного затвердевания и остановки вращения формы отливку извлекали. Полученная отливка имела удовлетворительное качество поверхности с плотным строением тела и без усадочных дефектов. Предложенный способ позволил получить отливку с высокими механическими свойствами: твердость, (по сравнению с отливкой типа «стакан», полученной без введения дисперсных частиц), на внешней поверхности увеличилась на 45-50 НВ, а на внутренней увеличилась на 30-35 НВ.

Способ получения стальных отливок центробежным литьем, включающий заливку расплава во вращающуюся форму и одновременную подачу тугоплавких дисперсных частиц, отличающийся тем, что сначала осуществляют подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3, прекращают их подачу после заливки 50% расплава и осуществляют подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 до окончания заливки расплава в форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным слоем баббита.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным сплавом при изготовлении и ремонте машин.

Изобретение относится к литейному производству. Металлический расплав с массой до 2000 кг кристаллизуют при его объемном переохлаждении в нестационарных условиях воздействия поля центробежных сил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству осесимметричных изделий. Устройство содержит литейную форму 1 для заливки жидкого металла с литниковой чашей, установленную в ложементе 4, двигатель 2 вращения ложемента, формообразователь 3, установленный в форме с заданным зазором относительно внутренней стенки формы.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье мелющих тел в центробежных машинах с вертикальной осью вращения. Способ характеризуется тем, что над литейной формой 6 с вентиляционными каналами 12 размещают дискообразный экран 5 с образованием щелевого канала 10.

Способ центробежного литья металла включает заливку расплава металла во вращающуюся охлаждаемую форму, выполненную в виде конвертера вертикального типа, подогрев его в окислительной или восстановительной атмосфере с образованием в результате протекающей в расплаве химической реакции легких и тяжелых примесей.

Изобретение относится к морской технике и касается технологии изготовления прочного корпуса подводного аппарата. Цилиндрическую оболочку прочного корпуса подводного аппарата изготовляют из двух стеклянных слоев, между которыми формируют слой из пеностекла, и металлического покрытия в виде внешней, внутренней и торцевых облицовок, имеющих коэффициент температурного расширения, превышающий его величину у стекла.

Изобретение относится к морской технике и касается технологии изготовления прочного корпуса подводного аппарата. .
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при центробежном литье биметаллических чугунных заготовок, например прокатных валков с рабочим слоем из легированного чугуна и сердцевиной с шейками из чугуна с шаровидным графитом.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению стальной трубной заготовки с упрочненной внешней и внутренней поверхностями. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным литьем. Во вращающуюся вокруг вертикальной оси литейную форму осуществляют заливку расплава и одновременную подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью более 8000 кгм3, например карбида вольфрама, для упрочнения внешней поверхности отливки. После заливки 50 расплава прекращают подачу карбида вольфрама и для упрочнения внутренней поверхности отливки осуществляют подачу частиц плотностью менее 8000 кгм3, например карбида кремния, до окончания заливки расплава. Обеспечивается получение отливок с высокими механическими свойствами внешней и внутренней поверхности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх