Способ центробежного литья биметаллических заготовок

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()889271

= O

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 01.04.80 (21) 2901487/22-02 с присоединением заявки ¹ 51 М ) „з

В 22 D 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1 512 81. Бюллетень №46

Дата опубликования описания 1512.81 (53) УДК 621. 74. .042 (088. 8) Б. А. Кириевский, А. В. Завилинский и В.Л. К еттацкий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54 ) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к технологии центробежного литья получения биметаллических отливок.

Наиболее близким по техническому решению и по достигаемому результату к предлагаемому является способ центробежного литья биметаллических заготовок, включающий последовательную заливку различных по составу металлов под слоем флюса, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления заливаемых металлов, Заливку очередного слоя металла осуществляют после охлаждения ранее залитого металла до температуры ниже солидуса на 100-350 С. Флюс используется с плавлением на 100-150ОC ниже температуры плавления заливаемых металлов t1).

Недостатком данного способа является возникновение трещин, несплошностей, высоких напряжений в контактной зоне и, как следствие, недоста- 25 точная прочность сцепления двух слоев. К тому же, заливка второго слоя возможна после определенной выдержки, т.е. после образования корочки металла на поверхности, что ухудша- 30 ет возможность образования прочностного дуффузионного слоя.

Цель изобретения — улучшение соединения между слоями сплавов на основе меди и железа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем заливку первого слоя металла и флюса с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла и заливку последующего слоя металла, после заливки 1/20-1/10 объема сплава на основе железа вводят стальные гарнулы в количестве 0,1-3% от веса заливаемого металла и оканчивают ввод гранул после заливки 1/2-2/3 объема металла.

В предварительно вращающуюся изложницу заливают порцию жидкого сплава на основе меди и вводят флюс.

После заливки всего объема расплава и образования флюсовой корочки на внутренней поверхности производят заливку сплава на основе железа при температуре на 150-200 С выше температуры ликвидус сплава. В процессе заливки в определенный промежуток осуществляют ввод стальных гранул в струю расплава на основе железа.

889271

Формула изобретения

Составитель В.Васехин

Редактор .Н.Воловик Техред A. Бабинец Корректор В.Бутяга

Заказ 10844/23 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", I

r . Ужгород, ул . Проектная, 4

Гранулы равномерно распределяются в расплаве на основе железа при формировании центробежного слоя расплава, контактирующего со слоем флюса и металла на основе меди. За счет центробежных сил и разности удельных весов жидкого и твердого металла производят перемещение неполностью расплавившихся остатков гранул и границе раздела. Локальное распределение гранул по поверхности раздела способствует локальному вдавливанию

tQ этих гранул в поверхность на основе меди, за счет чего существенно увеличивается прочность сцепления двух слоев. Начало ввода гранул осуществляется после заливки 1/20-1/10 объе- 15 ма сплава, так как более ранняя заливка нетехнологична, она способствует образованию крупных корольков расплава, а более позднее начало в случае заливки мелких отливок снижа- Щ ет эффективность действия гранул и увеличивает размеры вводимых гранул. Окончание ввода гранул осуществлястся после заполнения 1/2-2/3 объема расплава. Увеличение данного времени существенно снижает эффективность ввода, а уменьшение срока усложняет технологический процесс ввода особенно для малогабаритных отливок.

Увеличение коли ества вводимых гранул менее 0,1Ъ от веса заливаемого расплава малоэффективно, так как незначительно влияет на прочность сцепления. Увеличение количества,свыше ЗЪ приводит к сую:ественному захолаживанию расплава и снижению проч ности слоя в целом.

Предлагаемый способ центробежного литья биметаллических заготовок используется для изготовления червячных 49 колес редукторов r-100. Венец червяч,ного колеса изготовляется из бронзы

ОФ?0-1, ступица изготавливается из чугуна марки СЧ 21-40. Выплавка бронзы производится в графитовом тигле 4 индукцтонной печи ЛПЗ-67. Выплавка чугуна производится в индукционной печи МГП-102. Заливка бронзы производится в предварительно подогретую центробежную изложницу. Температура ,заливки металла 1050 С. @лак в изложницу вводится одновременно с заливкой бронзы. Вес бронзы 4,5 кг, толщина стенки отливки 20 мм. Вес чугуна

15 кг.. По окончании заливки бронзы и ввода шлака заливается 1 кг чугуна, что составляет 1/15Ъ от веса заливаемого металла, и вводится 0,225 кг стальных гранул, что составляет 1,5Ъ от веса заливаемого металла. Прекращается ввод гранул после заливки 9 кг металла, что составляет 3/5Ъ общего объема. О-тальной металл залнвается без ввода дроби. Температура заливаемого чугуна 1350 С. Закристаллизовавшуюся биметаллическую заготовку извлекают из центробежной изложницы.

По предлагаемому способу из одной плавки заливают 10 биметаллических заготовок.

Исследование биметаллических деталей показывает, что их качество соответствует техническим требованиям на биметаллические червячные колеса.

Дефекты в контактной зоне отсутствуют.

По предварительным расчетам ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа для червячных колес редуктора г-100 составит 0,35-0,45 рубля на одной детали за счет улучшения соединения между слоями и уменьшения брака по неспаям и трещинам на 3-4Ъ.

Способ центробежного литья биметаллических заготовок, включающий заливку первого слоя металла и флюса с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла и заливку последующего слоя металла, отличающийся тем, что, с целью улучшения соединения между слоями сплавов на основе меди и железа, после заливки 1/20-1/10 объема сплава на основе железа вводят стальные гранулы в количестве 0,1-3Ъ от веса заливаемого металла и оканчивают ввод гранул после заливки 1/2-2/3 объема металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 358074, кл. В 22 D 13/00, 19б9.