Способ изготовления фасонных отливок из чугуна (его варианты)

 

Союз Советских

О П И С А Н И E (о925546

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.05.80 (21) 2927574/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) М.Кл з В 22 D29/60 В 22 D 27/04

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано07.05.82.Бюллетень№17 (53) УДК621.746.58 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (72) Авторы изобретения

В. В. Вершинин, В. И. Кошелев, А. И. Грудо, И. С. Дмитров, А. А. Шавырин и Г. В. Ткаченко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАСОННЫХ ОТЛИВОК

ИЗ ЧУГУНА (ЕГО ВАРИАНТЫ) 1 2

Изобретение относится к области литейного. производства и может быть использовано для изготовления фасонных отливок из чугуна как в индивидуальном, так и в м ассовом производстве.

Известен способ изготовления фасонных отливок из чугуна, при котором отливки охлаждают в формах на конвейере, перемещая их по конвейерной ленте под водяным душем. С целью предотвращения образования трещин охлаждение отливок производят в несколько этапов до температуры 150 — 200 С (1).

Однако при охлаждении данным способом наблюдается неравномерное распределение температур в отливках, в результате чего в них возникают термические напряжения, которые могут привести к образованию трещин.

Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления фасонных отливок из чугуна, включающий заливку расплава в литейную форму и подачу охладителя к массивным частям от- 25 ливки после окончания процесса кристаллизации с интенсивностью 400 — 1000 л/аР ч (2).

Однако при охлаждении отливок по этому способу наблюдается неравномерное распределение температуры в отливке, а следовательно, наличие остаточных напряжений.

Целью изобретения является уменыше. ние остаточных напряжений в отливках для повышения их качества.

Цель достигается тем, что по способу, включающему заливку расплава в литейную форму, подачу охладителя к массивным частям отливки после окончания процесса кристализации с интенсивностью

400 — 1000 л/м ч, через 15 —.30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до 700 — 600 С уменьшают интенсивность подачи охладителя до

50 — 100 л/м ч, а при 300 — 250 С ее извлекают из литейной формы и всю отливку охлаждают с интенсивностью подачи охладителя 300 — 400 м /м . ч.

Согласно второму варианту через 15—

30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до 700— 600 С ее извлекают и подают охладитель к массивным частям отливки с интенсивностью 80 — 130 мз/м . ч до охлаждения ее до 300 — 250 С с последующим охлаждением всей отливки с интенсивностью подачи охладителя 300 — 400 мзlм ч.

925546

После окончания кристаллизации на первой стадии охлаждения охладитель (воду) подают к тепловым узлам -отливки на слой формовочной или стержневой смеси с ограниченной интенсивностью в связи с тем, что из-за плотной набивки смесь обладает пониженной усвояемостью влаги.

После пропитывания влагой слоя смеси, возрастания теплопроводности смеси и увеличения ее пропускной способности, увеличивают подачу охладителя, после чего возрастает скорость охлаждения массивных частей, которая становится выше скорости охлаждения тонких участков, и происходит выравнивание температуры между массивными и тонкими частями отливки в высокотемпературной области (не ниже 700—

600 С). В этом случае чупун имеет достаточную пластичность для релаксации возникающих термических напряжений.

После выравнивания температур массивной и тонкой частей отливки для обеспечения в дальнейшем одинаковой скорости их охлаждения интенсивность подачи охладителя к тепловым узлам уменьшают.

После достижения отливкой температуры 300 — 250 С, т. е. температурной области упругого состояния чугуна, когда перепад температур не оказывает влияния на образование дополнительных остаточных напряжений, подачу охладителя вновь увеличивают.

Были проведены сравнительные испытания предлагаемого способа и способа-прототипа, для чего были изготовлены три разовые формы отливок блок- картера двигателя СМД-60. Формы заливали чугуном марки СЧ21-40 при 1340 C. После окончания процесса кристаллизации (через 15 мин после заливки) начали подачу воды к массивным частям отливки на слой стержневой смеси. Воду подавали с интенсивностью 430 л/м ч импульсами по 0,5—

0,7 л через каждые 40 — 45 с.

Далее по предлагаемому способу после пропитывания слоя смеси влагой (через

25 мин) увеличили интенсивность подачи охладителя вдвое.

По первому варианту после выравнивания температур (650 С вЂ” массивная часть, 630 С вЂ” тонкая стенка) уменьшили интенсивность подачи воды к массивной части до 70 л/м ч.

После достижения температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 300 и 280 С отливку извлекли из формы и дальнейшее, охлаждение вели путем подачи охладителя (сжатого воздуха) к всему объему отливки с интенсивностью 400 м /м . ч.

По второму варианту при достижении температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 650 и 630 С отливку извлекли из формы и охлаждали на воздухе в течение 90 мин, обеспечивая одина5

Зо

65 ковую скорость охлаждения массивных и тонких частей отливки за счет подачи к массивным частям сжатого воздуха с интенсивностью 80 мз/м ч.

При достижении температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 300 и 280 С охладитель (сжатый воздух) начали подавать к всему объему отливки с интенсивностью 300 мз/м . ч.

В отливке, охлажденной по способу-прототипу, максимальные остаточные напряжения составили 7,8 кгс/мм, а в отливке, охлажденной по предлагаемому способу, 3,4 кгс/мм .

Общее время охлаждения до 50 —:60 С по способу-прототипу составило 5 ч 20 мин, а по предлагаемому способу — 3 ч 20 мин.

Для использования предлагаемого способа изготовления фасонных отливок из чугуна в производственных условиях рекомендуется на первой отливке установить дифференцированный подвод охладителя к выбранным частям отливки, определив охлаждаемые площади каждой части, осуществляя контроль температуры охлаждаемых частей с помощью термопар и определив расход охладителя. Подачу охладителя к последующим отлинкам следует производить по расходу и времени, установленным для первой отливки.

Предложенный способ изготовления фасонных отливок из чугуна повышает их качество и эксплуатационные свойства за счет уменьшения остаточных напряжений и снижает трудоемкость изготовления путем сокращения продолжительности термообработки.

Предлагаемый способ изготовления фасонных отливок из чугуна обеспечивает устранение брака по холодным трещинам и позволяет ликвидировать искусственное старение для снижения остаточных напряжений.

Формула изобретения

1. Способ изготовления фасонных отливок из чугуна, включающий заливку расплава в литейную форму, подачу охладителя к массивным частям отливки после окончания процесса кристаллизации с интенсивностью 400 — 1000 л/м . ч, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения остаточных напряжений в отливках для повышения их качества, через 15 — 30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до 700 — 600 С уменьшают интенсивность подачи охладителя до

50 — 100 л/м . ч, а при 300 — 250 С ее извлекают из литейной формы и всю отливку охлаждают с интенсивностью подачи охладителя 300 — 400 мз/м ч.

2. Способ изготовления фасонных отливок из чугуна, включающий заливку рас925546

Составитель Т. Королева

Техред А. Камышникова Корректор И Осиповская

Редактор О. Юркова

Заказ 447/413 Изд. № 144 Тираж 853 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» плава в литейную форму и подачу охладителя к массивным частям отливки после окончания процесса кристаллизации с интенсивностью 400 —,1000 л/м . ч, о т л ич а ющи и ся тем, что, с целью уменыпения остаточных напряжений в отливках для повышения их качества, через 15 — 30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до 700 — 600 С ее извлекают и подают охладитель к массивным частям отливки с интенсивностью 80—

130 м /ма-ч. до охлаждения ее до 300—

250 С с последующим охлаждением всей отливки с интенсивностью подачи охладителя 300 — 400 м /м2 - н

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка Японии № 46-17162, кл. В

22 D 33/ОО, 73.

10 2. Справочник по чугунному литью. Под ред. Гирюовича Н. Г. Л., «Машиностроение», 1978, с. 698 (прототип).