Способ литья армированных заготовок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 971 570

Фф ъЯ)ф)

Ф.

1 г

°, г

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030481 (21) 3267561/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 0711.82. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания07.11.82

151) М Кл з

В 22 О 19/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 74. .046(088.8) (72) Авторы. изобретения йу

Ъ т

B.Т. Кельвич, Г.Д. Костенко и В.A. E I

Институт проблем литья AH Украинской в;СР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ APMHPOBAHHbIX ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к литью армированных заготовок.

Известен способ литья армированных заготовок, включающий подготовку армирующих элементов путем нане- . сения на поверхность последних защитного слоя из низкоуглеродистой стали, размещение последних в форме и заливку металлом (1).

Нанесение защитного покрытия из низкоуглеродистой стали позволяет снизить науглероживание и обеспечивает сохранение пластичности труб.

Однако в ряде случаев снижение склонности к науглероживанию является недостаточным.

Известен способ литья армированных заготовок, включающий подготовку армирующих элементов путем дробоструйной очистки и нанесения многослойного алюминиевого и маршалитового покрытия с дополнительным гоаерхностным слоем из железного порошка, размещение элементов в форме и заливку чугуном (2).

Порошковое покрытие способствует снятию перегрева и интенсифицирует затвердевание объемов расплава, расположенных вокруг армирующих элементов.

Недостатком способа является трудоемкость процесса, связанная с необходимостью проведения дополнительных операций нанесения защитных покрытий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ литья армированных заготовок, включающий размещение в форме армирующих труб, .заливку металла и продувку труб сжатым газом (3 j.

При получении литых армированных заготовок таким образом, в особенности с армирующими трубами значительной протяженности, сжатый газ, проходя по трубам, нагревается и при выходе из трубы обладает незначительной теплоаккумулирующей способностью, т.е. практически не отбирает тепло.

Точнее, газ, проходящий ло трубам, неравномерно отбирает тепло металла отливки: в месте подвода газа — интенсивно, а в месте выхода газа из трубы — незначительно. Создается градиент температур по длине продуваемых труб. Поэтому в месте подвода сжато30 го газа металл, окружающий трубы, 971570 девания отливки. Продолжительность цикла и количество циклов для каждой определенной отливки с армирующими трубами определяют экспериментальным путем.

Пример. Получали заготовки полукамеры резиносмесителя, армированной трубами системы охлаждения. Количество труб 2 шту протяженность каждой трубы б метров; диаметр отверстия трубы 32 мм; материал заготовки сталь 54Л, вес заготовки

2 т, толщина стенки заготовки, через которую проходит армирующая труба, 100 мм. С начала заливки и до конца затвердевания металла армирующие трубы продували сжатым азотом. Давление газа в трубе 3-4 атм. Общее время продувки 20 мин. Для продувки каждой трубы использовали .по два баллона со сжатым азотом, подсоединенных: один к входному отверстию трубы, а второй — к ее выходу при помощи тройников, которые позволяли осуществлять свободный выпуск газа из трубы либо, перекрывая выхбд, открывать подачу от другого баллона на вход (т.е. менять направление течения газа в трубе). В течение 10 мин осуществляли продувку трубы газом от одного баллона, затем, прекратив подачу газа и перекрыв тройники, включали второй баллон на продувку на 10 мин. Осмотр заготовки после механической обработки показал отсутствие дефектов усадочного проис-, хождения, в то время как в заготовках, продувку армирующих труб в которых производили с одного конца (без смены направления течения газа), были обнаружены усадочные раковины в области выхода газа из армирующей трубы.

Предлагаемый способ литья армированных заготовок позволяет уменьшить дефекты усадочного происхождения в литье. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенного способа лишь на одном заводе отрасли составляет по предварительным расчетам свыше 200 тыс. Руб. в год за счет повышения выхода годного литья на 10-12%.

Такой способ может быть широко использован для производства различных деталей, требующих интенсивного охлаждения в процессе их эксплуатации, и деталей облегченного типа в химическом, энергетическом, нефтяном машиностроении и приборостроении. сжатого газа в трубе зависит, в основном, от длины и площади сечения отверстия продуваемой трубы. Чем длин- 5 нее труба и меньше площадь сечения ее отверстия, тем короче цикл (цикл— время между сменами направления течения сжатого газа в трубе). Количество циклов для определенной армированной трубами отливки зависит от 60 массы металла, прилегающего к армирующей трубе. Чем больше масса металла, тем длительнее процесс его крис-, таллизации, тем большее количество циклов необходимо до полного затвер- 65

Формула изобретения кристаллизуется значительно раньше, чем металл, окружающий трубы в месте выхода газа из трубы. В результате происходит неравномерная усадка металла, приводящая к дефектам усадочного происхождения и, в конечном 5 счете, к браку литья. Кроме того, наличие градиента температур в металле по длине продуваемых труб значительно повышает величину термических напряжений в отливке и зачастую при- 30 водит к трещинам.

° Целью изобретения является снижение вероятности прожога труб, дефектов усадочного происхождения и уменьшение термических напряжений за счет 5 выравнивания градиента температур по длине труб.

Эта цель достигается тем, что в способе литья армированных заготовок, включающем размещение в форме армирующих труб, заливку металла и продувку труб сжатым газом, продувку последних осуществляют попеременно с различных их концов.

В начальный период продувки в месте входа в армирующую трубу газ интенсивно отбирает тепло залитого металла отливки. Металл вокруг трубы начинает кристаллизоваться. По мере прохождения по трубе газ начинает нагреваться, склонность его к отбору тепла уменьшается, уменьшается и степень кристаллизации металла вокруг труб.

В процессе продувки место подвода сжатого газа к трубе изменяют (где 35 был выход газа, осуществляют его ввод). Этим изменяют направление течения газа в трубе, следовательно, меняются и участки трубы интенсивного отбора тепла залитого металла 40 ( там, где ранее был незначительный, идет интенсивный отбор тепла и кристаллизация металла вокруг труб). Таким образом, меняя направление течения сжатого газа в трубе осуществля- 45 ют сглаживание градиента температур, возникающего из-эа неравномерного отбора тепла газом, кристаллизация металла вокруг труб происходит равномерно, снижается величина термичес- ких напряжейий в. отливке.

Цикл изменения направления течения Способ литья армированных заготовок, включающий размещение в форме армирующих труб, заливку металла и

971570

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор 3. Бородина Техред Л.Пекарь Корректор В. Прохненко

Заказ 8811/23 ираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 продувку труб сжатым газом, о т л ич а ю шийся тем, что, с .целью снижения вероятности прожога труб, дефектов усадочного происхождения и. уменьшения термических напряжений. за счет выравнивания градиента температур по длине труб, продувку последних осуществляют попеременно с различных их концов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 534302, кл. В 22 О, 19/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 567548, кл. В 22 0 19/02, 1974.

3. Смеляков Н.Н. Изготовление армированных отлйвок. М., Машгиэ, 1953, с. 97.