Способ изготовления биметаллическойотливки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (n33 5627

К АВТОРСКОМУ СЗЯДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву .(22) Заявлено 240772 (21) 1813940/22-02 с присоединением заявки йо(23) Приоритет—

Опубликовано 0706.81. Ьоллетвнь 89 21 (5,1)м. Кл.З

В 22 D 19/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.74.046 (088. 8) Дата опубликования описания 070681 (72) Авторы изобретения

A.È.Ôàëüêoâ, В.Н.Турыгин, Л.Н.Лапшин и В т

Курганский машиностроительный институт(71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ.

ОТЛИВКИ

Изобретение относится к производству стальной или чугунной трубопро« водной арматуры с уплотнениями, полученными в процессе отливки, и может быть использовано на предприятиях, производящих запорную арматуру, преимущественно крупногабаритную.

Известен способ изготовления ре-. жущего инструмента путем помещения в литейную форму режущей пластинки, покрытой .припоем в виде листа с эа« вором, в который засыпают флюс, с последующей заливкой ее жидким металлом (1) .

В известном способе припой размещают непосредственно в зоне контакта закладной детали с заливаемым металлом, при этом происходит частичное сьывание припоя потоком заливае» мого металла с образованием дефектов в теле отливки (поры,. раковины) .

Предложенный способ крепления припоя является трудоемкой операцией, особенно для закладных деталей сложных профилей..

Цель изобретения - снижение трудоемкости способа и повышение качества биметаллических отливок.

Поставленная цель достигается тем, что припой в виде прутка или ЗО квадрата размещают на поверхности вставки на границе раздела: полость отливки — формовочная земля вне эоны образования соединения с последующим эатеканием его в капиллярный зазор, который создают температурным режимом в зоне пайки, регламентируемым толщиной стенки отливки и температурой заливаемого металла.

Для создания капиллярного зазора температуру заливаемого металла подбирают так, чтобы при. заданной тоЛшине стенки отливки максимальная температура в зоне пайки не превышала температуру смачивания вставки заливаемым металлом, но была выше температуры плавления припоя.

На чертеже представлена схема крепления вставки и припоя в литейной форме для осуществления способа.

В литейную форму 1 с помощью про. волочного крепления 2 (или любого другого вида крепления) помещают вставку 3, предварительно покрытую флюсом 4. Латунный припой 5 в виде прутка, квадрата, пластины и др. помещают на поверхности закладной детали на гранипе раздела: полость отливки - формовочная земля 6 вне зоны пайки. Подготовленную таким образом „

835б27 литейную форму заливают жидким металлом 7. Как показали исследования, механизм образования неразъемного

/ соединения в этом случае заключается в следующем.

В условиях непрерывного охлажде- . ния всей системы при максимальной температуре в зоне контакта нержаве ющая сталь 2Х13. — жидкий чугун менее

1130 С между закристаллизовавшимся слоем заливаемого металла и вставкой формируется капиллярный зазор, заполненный жидким флюсом. Капиллярный зазор создают температурным режимом заливки литейной формы. Для отливок с толщиной стенки до 20 мм температура заливаемого чугуна составляет 1340-1400 С, для толщин

30-50 мм - 1320-1380©C свыше 50 мм—

1280»1340îС.

Величина капиллярного зазора находится в обратной зависимости от 2{) максимальной температуры в зоне пайки н при ее значениях свыше 1100 С зазср стремится к нулю. Оптимальная величина капиллярного зазора составляет О, 1-1 мм.

Толщина латунной Предел прочности, прослойки, мм кГ/мм

0,5-0,9

13,6-17,5

12,2-15,4

0,25-0,5

14,1-17,0

0,1-0,5

950 С

1000 С

1050 С

1100 С

0,4-0iв

0,4-0,75

0,2-0,5

0 -0,2

При креплении припоя по известному способу в отдельных местах произошел смыв припоя жидким металлом и соединение не образовалось, в отливке наблюдались раковины со следами припоя на, стенках.

40 Заливка отливок с температурой жидкого чугуна более 1400 С ведет в обоих случаях крепления припоя к образованию нераэъемного сварного соединения чугун-сталь беэ участия припоя, а в.самой отливке наблюдается появление трещин вследствие значительной усадки жидкого металла.

Использование способа по сравнению с существующим имеет следующие преимущества. устраняются дефекты в отливке (поры, раковины) вследствие отсутствия припоя в зоне контакта с заливаемыми металлом.

Можно использовать припой любой конфигурации (пруток, пластинка, - квадрат и т.д.). ОблегЧается крепление припоя, что приводит к снижению трудоемкости изготовления биметаллической отливки.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллической отливки, включающий размещение

55 в литейной форме предварительно офлюВеличина капилляр- Максимальная темного зазора, мм пература в зоне пайки

Вследствие практически мгновенного эатвердевания прикоитактного слоя чугуна и сравнительно более позднего расплавления припоя последний при расплавлении затекает в капиллярный зазор, но не контактирует с жидким чугуном, что предупреждает механическое перемешивание металла припоя с чугуном. Необходимая активации поверхностей, формирующих естественный капиллярный зазор, обеспечивается присутствием расплавленного флюса и общим подогревом зоны пайки за счет тепла .отливки.

Размещение припоя вне зоны контакта по сравнению с иэвеатиьж способом обеспечивает снижение трудоемкости крепления припоя и повышение. качества соединения и отливки в целом,так как защищает припой от смывания жидким чугуном, предупреждает:попадание жидкого припоя в тело отливки и выгорание легкоплавких составляющих припоя с образованием пор и,раковин в отливке.

Например, производилась пайка уплотнений из стали 2х13 непосредственно при отливке деталей паросиловой арматуры с толщиной стенок 30-50 мм.

В качестве припоя применена латунь

Л-63, в качестве флюса - синтетический шлак АН-111Т2. Крепление припоя осуществляли по данному способу.

Температура заливаемого чугуна составляла 1280-1350 С. При этом в случае крепления припоя данным способом паяноэ соединение образовалось по всей поверхности ко1 тактирования закладной детали с заливаемым металлом.

Толщина латунной прослойки составляла 0,1-0i9 мм. Прочностные испытания стандартных паяных образцов, вырезанных из биметаллических отливок, показали, что разрушения происходят по чугуну, а пределы прочности приведены в таблице.

835627

Составитель T.Êîðîëåâà

Редактор С.Титова Texpezl М. Голинка Корректор С. Шекмар

Заказ 2804/1 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю «1 Ю Ю Ь ВМЮ ФФ В

Филиал ППП Патент, г.ужгород,. ул.Проектная, 4 сованной армирующей вставки, крепление. припоя на поверхности последней и заливку расплавленного металла, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости крепления припоя и повышения качества отливок, припой используют в виде профильного прутка (стержня) и закрепляют его на границе раздела рабочая полость литейной форма - формовочная земля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

971779, кл. В 22 D 19/06, 1947 (прототип) .