Способ получения отливок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалнстичвских

Республик.ф

/ (61) Дополнительное í acr. свид-ву (22) Заявлено 05 ° 11.79 (2g) 2835622/22-02 (51)М. КЛ. с присоединением заявки HP—

В 22. 0 27/20

Государствеииый комитет

СССР по деяам изобретеиий и открытий (23) Приоритет— (5З) УДК 621. 746.

° 58(088.8) Опубликовано, 30.10.81.Бюллетень ÉP 40

Дата опубликования описания 301081 (72) Авторы изобретения

Б.A.Êàðèåâñêèé, В.И.Винарский, С.T.Ïëèñêàíoâåêèé и A.A.Øíûäêèé (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК.Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к изготовлению деталей металлургическо-. го оборудования и может быть использо-> вано при изготовлении отливок, .подвергающихся воздействию термоциклических и механических нагрузок, напри- мер,мульдмартеновских печей.

Известен способ получения отливок, предусматривающий заливку расплава, например стали, в форму и вве-, дение при заливке непосредственно в форму микрохолодильников или чугунной дроби 1 ) °

Ввод микрохолодильников обеспечивает повышение уровня механических свойств и в меньшей степени уровня свойств в условиях тепловых циклических нагрузок. Обычно отливки металлургического оборудования выплав- 20 ляются массивными с большим запасом прочности, в то время как для объемов, работафцих в условиях тепло- смен, это противопоказано. Наиболее чувствительными к разрушению являют- 25 ся границы сопряжений массивных и тонкостенных объемов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения отливок, 30 включающий заливку в литейную форму жидкого сплава и введение в него мнкрохолодильников. Микрохолодильники используют с внутренними пустотами, заполненными инертным или восста. новительными газами (2).

Однако указанный способ обладает следующими недостатками. Во-первых, он требует использования дроби, стоимость которой весьма высока и определяется тем, что в процессе ее получения методом распыления расплава обязательным условием является использование в качестве распыливающего агента жидкого или восстановительного газа. Это требует значительного усложнения установки и увеличения ее. стоимости. Во-вторых, в металле получаются достаточно крупные ячейки (пустоты), что вызвано расширением газа, заключенного в дробинки уже в процессе нагрева и расплавления гранулы и образованием в процессе расплавления достаточно крупного пузыря.

A крупные ячейки способствуют заметному снижению уровня механических и специальных свойств металла (по сравнению с мелкими при равном значении объема пор), что в конечном счете

876289 приводит к снижению долговечности работы отливки.

Цель изобретения — уменьшение себестоимости отливки и повышение срока их службы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем заливку в литейную форму жидкого сплава и введение микрохолодильников с внутренними пустотами, последние заполняют окислами металлов дисперсностью

0,005-0,2 диаметра частицы микрохолодильника.

Микрохолодильники, например чугунная дробь, при контакте с расплавом нагреваются и расплавляются. При этом происходит восстановление окислов, находящихся в центре дробинки.

MeO+ IC) = Me + (СО)

При этом происходит поглощение определенного количества тепла, что способствует снижению температуры в локальных участках, и как следствие, повышает усвоение газа за счет изменения поверхностного натяжения расплава. Объем образуемого пузыря зависит от количества вводимой окиси и температуры в месте нахождения пузыря. Расплавление микрохолодильника также приводит к снижению температуры расплава в локальных объемах нахождения пузыря. В силу сказанного распределение пузырей достаточно равномерное (зависит от распределения инокулятора), а величина газового пузыря (пустоты) достаточно мала, что связано со снижением температуры в локальных объемах. Величина окисной частицы в дробинке связана со следующим.

При уменьшении размера частицы меньше 0,005 диаметра частицы микрохолодильника существенно усложняется ввод частицы в дробинку, так как протекает кратковременный процесс восстановления окиси (частицы) в процессе получения дробинки. При увеличении размера чистицы свыше

0,2 диаметра частицы микрохолодильника происходит растрескивание самой дробинки в процессе ее получения, .резкое насыщение кислородом при.хранении дроби, и как следствие, увеличение газонасыщенности кислородом и увеличение количества неметаллических включений в металле при вводе этой дроби в расплав и, как следствие ", ухудшение свойств.

Были изготовлены заготовки толщиной 30 мм, шириной 100 мм и вы. сотой 160 мм (без учета высоты прибыли) из сталей марок 25Л-35 . Отливку заготовок производили с микрохолодильниками, содержащими инертный газ (азот) (по известному способу) и содержащими частички окалины. Диаметр дроби 1-3 мм. Размер частичек окалины 0,05-0,5 мм. Технология получения дробинок следующая.

Распыливали струю стали 25Л, толщиной 10 мм,. Распыливающим агентом яВляется воздух, в который осуществляли ввод окалины (до 3% по объему), В процессе распыления получали дробинки, внутри которых находились частички окалины (Fe0 Ге2 0 ).

Полученные дробинки вводили в расплав при суспензионном литье с вводом через тангенциальную воронку в количестве от 1 до ЗЪ.

Исследование металла отливки показало, что в предлагаемом способе размер пор уменьшился (при постоянном весе заготовки число пор на

34-48% больше). Стоимость дроби для известного способа составляет 42.0560 руб/т, в предлагаемом способе

120-130 руб. Учитывая вес отливки 5 т

20 (например, мульд) и количество вводимой дроби З,ОЪ, разница в стоимости отливки составит

6С =. Q. )С вСп ) 50 руб.

Уменьшение размера пор не оказывает заметного влияния на величину коэффициента теплопроводности металла. Так, установлено, что температура на поверхности образца испытуемого по описанной методике приблизительно одинакова для образцов, изготовленных по известному и предлагаемому способам.

Значение стойкости в условиях термоциклирования однако существенно различны. Так., сам образец по известному способу обеспечивает стойкость до появления трещины при 370 теплосменах (температура нагрева 820 10 С, охлаждение в воде), то образцы, из40 готавливаемые по предлагаемому способу, обеспечивают более .высокие значения термостойкости — 570 циклов.

Естественно, что и долговечность отливок повышается.

45 Проведена о йтно-промышленная проверка предлагаемого способа получения отливок на мульдах, емкостью

3, 3 м, весом 5 т. Количество вводимых добавок 3%, размером 1-5 мм. Использовался известный вариант с вводом стальной дроби, содержащей внутри азот и предлагаемый вариант с вводом чугунной дроби, внутри которой содержались частицы окалины

55 размером 0,1-0,5 мм.

Результаты проверки стойкости мульд показали, что предлагаемый способ приводит к увеличению стойкости на 50-70% по сравнению с известgQ ным. При этом снижение стоимости мульд за счет использования более дешевой дроби — 50 руб. на 1-ой отливке, в результате чего ожидаемый экономический эффект от использования

g5 предлагаемого способа по предварите876289

Формула изобретения

Сост ави тель Т. Королев а

Редактор A.Âëàñåíêî Техред А.Ач Корректор Г.Назарова

Заказ 9448/11 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 льному расчету составит более 50 тыс руб.

Способ получения отливок, включаюший заливку в литейную форму жидкого сплава и введение в него микрохолодильников с внутренними пустотами, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости отливок и повышения срока их службы в условиях тепловых нагрузок, перед вводом ми- крохолодильников их внутренние пустоты заполняют окислами металлов дисперсностью 0,005-0,2 диаметра частицы микрохолодильника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рыжиков A.A. и Гаврилина И.В.

Расчет и применение суспензионной разливки. "Литейное производство", 1970, Р 8, с.11.

2. Авторское свидетельство СССР

9 692691, кл. В 22 0 27/20, 1977.