Способ центробежного литья биметаллических заготовок
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 933234 (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 04.06.80 (2I ) 2934455/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 07.06.82 (53)M. Кл.
В 22 9 19/16
В 22 D 13/00
ВеуаерстеапаВ квинтет
СССР ао делен азебретений и открытка (53) УДК 621. . 74.046 (088. 83
Б. А. Кириевскнй, А. В. Завилинский, В и В, С. Свншенко о ацкий 3 (72) Авторы изобретения г, „.Ф
1 ч
t
Ъ
Институт проблем литья AH Украинской (:ОР-(71) Заявитель (543 СПОСОБ БЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ
3А ГОТОВОК
Изобретение относится к литейному производству.
Известны способы получения биметал-. лических отливок, включаюшие последовательную заливку в центробежную изложницу первой порции металла, шлака н второй порции металла (1) .
Ближайшим к изобретению является, способ центробежного литья биметаллических заготовок, включаюший последовательную заливку различных по составу металлов под слоем флюса, имеюшего температуру плавления ниже температуры плавпения запиваемых металлов, заливку очередного слоя металла осуществляют после охлаждения ранее залитого металла до температуры ниже . температуры плавления заливаемых металлов, заливку очередного слоя металла осуществляют после охлаждения ранее залитого металла до температуры ниже сопидуса на 100-350 С, Флюс используется с температурой плавпения
I на 100-150ОС ниже температуры плавления заливаемых металлов (2) .
Недостатком такого способа является то, что при заливке на первый спой металла на основе меди второго слоя металла на основе железа необходима технолотическая выдержка. Кроме того, большой перепад температур между металламн в контрольной зоне создает условия для образовании внутренних напряжений, которые способствуют образованию микротрецжн, и биметаллические заготовки с микро- и макротрешинами расслаиваются, а детали не выдерркивают заданных нагрузок при испытаниях.
Белью изобретения является увепнченне производительности путем исключения технологической выдержки между заливкой первого и второго сплавов и улучшение качества соединения между слоями сплавов на основе ме аи и железа..
Поставленная цель достигается тем, .что в способе, включающем заливку в большем 0,3 толщины:наплавляемого сплава температура жидкого сплава не уменьшается, и при попадании в контактную зону сплавы перемешиваются.
Способ центробежного литья биметаллических заготовок был использован для изготовления червячных колес редукторов-100. Венец червячного колеса заливали бронзой ОФ10-1, ступицу заливали то чугуном СЧ 21-40. Выплавку бронзы
I производили в графитовом тигле индукционной печи ЛПЗ-67. Вьцтлавку чугуна производили в индукционной печи МГЦ-102.
Заливку бронзы производили в предваритель-. но нагретуто до температуры 200-300 С
О
tH зложшщу с нанесенным слоем теплоизоляционного покрытия. Температура заливки бронзы 1050 С. Шлак состава, %: NcfD0 81-85; В О 10-12; Ca Fg
7 вводили одновременно с заливкой бронзы.
Содержание 81-85 МсЦобеспечивает шлаку температуру плавления 750800 С и хорошую жидкотекучесть при заливке втоРого слоя металла. Н О3 способствует растворению в шлаке всех окислов. CaFg является рафинирующей составляющей в шлаке.
Температура плавления шлака при осуществлении предлагаемого способа центробежного литья должна быть не более 800ОС. В противном случае шлак не расплавится под действием тепла первого слоя залитого металла и соответственно не обеспечит выполнение своих функций.
3 03.З изложницу сплава первого слоя и флюса с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла с последуюшей заливкой сплава второго
cî ñòàaaâaà, заливку 0,5-5% сплава вторсьго слоя осушествляют с удельным расходом в 5-10 раз меныштм, чем остального сплава, через сетку-фильтр с от- верстиями, равными 0,1-0,3 толтцитц.т этого второго слоя.
В предварительно подготовленную вращающуюся изложницу заливают порцито сплава на основе меди и вводят флюс. После фтюса на внутреннюю поверхность отливки заливают второй слой сплава на основе железа в количестве
0,5-1% через фильтруюшую сетку с от-, верстиями, диаметр которых равен 0,1-
0,3 толщины слоя заливаемого металла.
При этом удельный расход жидкого сплава уменьшается в 5-10 раз. Жидкий металл проходит через отверстия в фильтруюшей сетке, отдает часть своего тепла, проходит через фцтос и входит в контакт с поверхностью сплава на основе меди.
Так как температура сплава на основе меди в это время находится в пределах
850-900ОС сплава на основе железа, температуры сплавов выравниваются и создаются условия для диффузионной связи. При этом делать выдержку между заливками нет необходимости. Кроме того, уменьшение градиента температур между слоями предотврашает возможность образования внутренних напряжений в биметаллической заготовке, Заливку, последуюшей порции металла производят с рассчетным удельным расходом.
При заливке через отверстия меньшего, чем 0,5,количества сплава на основе железа не обеспечивается формирование переходного диффузионного слоя в биметаллической заготовке, при заливке через отверстии большего, чем 5% количества сплава, увеличивается перепад температур в момент образования переходного диффузионного слоя и частично перемешиваются сплавы. При удельном расходе порции сплава бсцп шем, чем в
5 Раз, создается большой перепад температур между слоями сплава, что приводит к образованию остаточных напряжений и ухудшению качества отливок, при удельном расходе меньшем, чем в 10 раз, сталь застывает на желобе центробежной машины. При диаметре отверстия меньшем 0,1 татштцтьт слоя заливаемого
I металла не обеспечивается номинальный удельный Расход при диаметре отверстия
234 4
Шлак в реализации предлагаемого способа затшпцает первый слой залитого металла от окисления, снимает окислы из залитого металла через фттльтрутоцтуто сетку Р&фитцтрует втОРОЙ слОЙ залитОгО металла. Вес бронзы 4,5 кг, толпцтна стенки венца 15 мм, вес чугуна 15 кг, толпцтна стенки ступицы 30 мм. По окончании заливки бронзы на желоб ставили фильтровальную сетку с отверстиями диаметром 6 мм и через нее заливали 0,35 кг чугуна. Затем сетку сняли из желоба и залили остальную часть чугуна. Температура заливки чугуна была 1320 С. Закристаллизовавшуюся биметаллическую заготовку извлекли из центробежной изложницы. Та.ким способом из одной плавки бронзы и чугуна было изготовлено 10 заготовок.
Достоверность приведенных режимных параметров подтверждена актом опытных испытаний.
5 9332
Исследования изготовленных деталей показали что их качество соответствовало техническим требованиям на биметаллические червячные колеса. Трещины в контактной зоне отсутствовали.
По предварительным расчетам ожи даемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа для чер вячных колес редуктора-100 составит
0,5-0,6 руб на одной детали за счет 10 улучшения соединения между слоями и уменыцения брака по трешинам на 3-4%, а также увеличения производительности, на 3-5% за счет исключения выдержки между заливкой бронзы и чугуна. 15
Формула изобретения
Способ центробежного литья биметаллических заготовок, включаюший заливку
34 6 в изложницу сплава первого слоя и флю-, са с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла с последующей заливкой сплава второго слоя, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения прсетэводитель I ности и улучшения качества соединения слоев сплавов на основе меди и железа, заливку 0,5-5% сплава второго слоя осушествляют с удельным расходом s
5-10 раз меньшим, чем остального сплава, через сетку-фильтр с отверстиями, равными 0,1-0,3 толщины этого второго слоя.
Источники информации, принятые во внимание щж экспергизв
1. Авторское свидетельство СССР
% 469531, кл. В 22D 13/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
N 358074, кл. В 22Р 13/00, 1969 (прототип) .
Составитель Т. Королева
Редактор С, Титова Техред Л.Пекарь Корректор М. Демчик
Заказ 4016/12 Тираж 852 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
I по делам изобретений и открытии
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
