Способ изготовления тонкостенных отливок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 384294

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.71 (21) 1643287/22-02 с присоединением заявки № (51) M. Кл.- В 22D 27/04

В 22D 25/00

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745.5-97 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 03,04.78 (72) Авторы изобретения

Б. П. Платонов, А. A. Рыжиков и Ю. Б. Платонов

Горьковский автомобильный завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к литейному производству.

Известны способы получения отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Однако высокая склонность чугуна к образованию усадочных дефектов (раковин, пор) требует установки прибылей, что вызывает значительные технологические трудности, а для сложных отливок типа блока цилиндров двигателя применение прибылей практически невозможно.

Предлагаемый способ позволяет получить качественную отливку без установки прибылей за счет того, что <рорму заливают модифицированным чугуном с увеличенным до 3,6—

3,8% содержанием углерода при содержании кремния 2,8 — 3,2% и остаточном содержании магния после модифицирования не более

0,01% при температуре расплава 1420—

1450 С. 11осле заливки тонкие стенки отливки охлаждают с начальной скоростью 10—

14"С/с, а толстые участки типа местных приливов с начальной скоростью 1 — 4 C/с при уменьшении этих скоростей в течение первых двух;минут после заливки до 0,5 — 2,0 С/с.

На фиг. 1 изображено графическое дифференц ирование температурных кривых; на фиг. 2 — график скоростей охлаждения отливки; на фиг. 3 — структура отливки в тонких стенках; на фиг. 4 — структура отливки в толстых стенках.

Чугун расплавляют, известными способами в плавильных агрегатах и доводят до следую5 щего химического состава, %:

Углерод 3,6 — 3,8

Кремний 2,8 — 3,2

Марганец До 04

Фосфор До 008

Затем модифицируют чугун лигатурами в ковше или магнием в автоклаве. Особенность иодифицирования заключается в использовании уменьшенных доз сферодозирующего мо15 дификатора для того, чтобы остаточного магния в отливках содержалось не болес 0,01% при содержании серы до 0,002%. Обычно для получения чугуна с шаровидным графитом содержание остаточного магния принимается не

20 менее 0,025% при том же содержании серы.

С целью устранения отбела в заливочный ковш вводят графитизирующий модификатор и при 1420 — 1450"С заливают формы, например блока цилиндров двигателя с толщиной

25 стенки 3+0,3 мм.

Высокая скорость охлаждения способствует образованию графита шаровидной формы. Поэтому начальная скорость охлаждения стенок толщиной 3 мм должна составлять 10 — 14 С/с, 30 а толстые участки, типа местных приливов, 384294

<400 ь.- 1200

Ю00

800 б00

4 8 6 б 20 должны иметь начальную скорость охлаждения 1 — 4 С/с.

Графическое дифференцирование температурных кривых подтверждает, что в результате уменьшения толщины стенок получена значительная разница в скоростях юхлаждения сечений толщиной 3 мм, 10 мм, 40 мм (см, фиг. 2 а, б, в). Данное различие сохраняется в течение первых двух минут после заливки формы, т. е. в тот момент, когда формируется структура графита тонких стенок отливки. В дальнейшем кривые скоростей охлаждения резко сходятся и при скорости охлаждения

0,5 — 2,0 С/с не имеют существенной разницы.

При,низком содержании остаточного магния высокая скорость охлаждения в тонких стенках спосо бствует о бр азов анию высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, а в толстых стенках, где скорость значительно меньше, образуется серый чугун с пластинчатыв(графитом. В результате отливка имеет в тонких стенках структуру высокопрочного модифицированного чугуна, а в толстых — серого чугуна. Образование усадочных пороков в массивных узлах отливки исключается. Такая отли вка имеет высокие механические свойства материала тонких стенок (прочность при разрыве 45 — 64 кг/см), что обеспечивает прочность и жесткость детали при уменьшении толщины стенки до 3 мм вместо обычных 5—

6 мм.

Формула изобретения

1. Способ изготовления тонкостенных отливок, преимущественно блоков цилиндров, включающий заливку формы предварительно

10 модифицированным чугуном и регулируемое охлаждение формы с металлом, отл ича ющи и с я тем, что, с целью предотвращения растрескивания отливки и появления неплотностей в массивных ее частях, форму зали15 вают модифицированным чугуном с содержанием углерода 3,6 — 3,8% при содержании кремния 2,8 — 3,2% и остаточном содержании магния после модифицирования не более

0,01 (ц при температуре расплава 1420—

20 1450 С.

2. Способ по п. 1, отлич а ющийся тем, что тонкие стенки отливки охлаждают с начальной скоростью 10 — 14 С/с, а толстые участки, типа местных приливов, с начальной

25 скоростью 1 — 4 С/с при уменьшении этих скоростей в течение первых двух минут .после заливки до 0,5 — 2,0 С/с.