Способ получения биметаллических трубчатых изделий

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>996091 (63 ) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.81 (21) 3313743/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5! )М, Кл.

В 22 919/00

Гесударствеввмб квмвтет

СССР вв яввам взебретеввй и етхрмтий

Опубликовано 15.02.83. Бюллетень № 6 (53) УДК621.74,,046(088.8) Дата опубликования описания 15.02.83 (72) Авторы изобретения

Ю Г. Гуляев, О. И. Лев, А. N. Ашкинази и

Днепропетровский ордена Трудового Красно металлургический институт (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ BHNETAIIIIH×EÑKÈÕ

ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к литейному производству, конкретнее к производству крупногабаритных массивных биметаллических трубчатых изделий.

Известен способ производства литых трубных изделий, включающий. заливку расплавленного металла внутреннего . слоя в твердую основу иэделия, его . кристаллизацию на стержне и последующее извлечение последнего. Такой способ поз-., воляет получать крупногабаритные массивные трубчатые изделия с калиброванным внутренним отверстием на достаточно простом и надежном в эксплуатации оборудовании (1 ) .

Недостаткам этого способа является невысокое качество металла литого слоя,. которое значительно ниже по сравнению с центробежным литьем и большие трудности при извлечении стержней. zo

Наиболее близким к изобретению по

° технической сущности и достигаемому результату является способ получения

2 биметаллических трубчатых изделий, включающий заливку металла внутреннего слоя в зазор между стержнем и твердой основой, его кристаллизацию и иэвлеч ние стержня, причем, к одному иэ торцов стержня прикладывают давление 1530 кбар с одновременным приложением противодавления к второму. концу стержня. Этот способ обеспечивает плотное соединение слоев и улучшение удаления стержня (23 .

Недостатками известного способа являются возможность выдавливания металла высоким внутренним гидростатическнм давлением в осевом направлении вследствие большой величины последнего с одной стороны и малая толщина слоя затвердевшего металла на торце (свободном) изделия к моменту создания давления с другой стороны.

Цель изобретения — повышение качества металла за счет предотвращения его выдавливания внутренним давлением в осевом направлении.

3 99609

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения биметаллических трубчатых изделий, включающему заливку металла внутреннего слоя в зазор между стержнем и твердой основой иэделия, его кристаллизацию под давлением с одновременным приложением противодавления к второму концу стержня и извлечение стержня, одновременно с приложением внутреннего давле- 10 ния к залитому слою прикладывают осевые сжимающие напряжения, составляющие 0,1-0,2 величины давления во внутренней полости изделия.

Достижение указанной цели объясняется тем, что, приложив после заливки металла внутреннего слоя в зазор между стержнем и твердой основой к залитому слою осевые сжимающие напряжения, составляющие 0,1-0,2 величины. щ давления во внутренней полости изделия, одновременно с приложением внутреннего давления 30 кбар, предотвращается выдавливание залитого слоя в осевом направлении. 25

I

В известном способе наличие свободной торцовой поверхности создает воэможность выдавливания металла внутреннего слоя внутренним давлением в осевом направлении. Вследствие этого либо получение бракованной отливки по геометрическим размерам залитого слоя, либо вытекания металла (в случае развития сквозной трещины в .затвердевшей корочке металла в торцовой поверхнос35 ти).

Предлагаемый способ позволяет избежать недостатков и обеспечивает стабильное получение годных отливок.

Положительный эффект приложения . осевого сжимающего напряжения, составляющего 0,1-0,2 от величины давления во внутренней полости изделия обуславливается тем, что при создании давления, меньшего 0,1 величины давления во внутренней полости изделия, его оказывается недостаточно для эффективного предотвращения выдавливания незатвердевшей сердцевины залитого слоя. При- 50 ложение осевого сжимающего напряжения выше 0,2 величины давления во внутренней полости изделия нецелесообразно, так как при величине давления во внутренней полости. до 30 кбар, ве- 55 личина осевого сжимающего напряжения в 3-6 кбар удовлетворяет указанным третребованиям.

1 4

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа, . Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из контейнера 1 высокого давления, в верхней части которого установлена крышка 2 и по оси которого выполнено цилиндрическое отверстие, в котором закреплен стержень 3 с набором уплотнительных элементов 4. Стержень крепится и центрируется в крышке контейнера через про межуточную втулку 5 и связан с механизмом 6 создания противодавления. На одной оси со стержнем находится плунжер 7, связанный с механизмом созда-. ния осевого сжимающего напряжения 8.

Между крышкой и телом контейнера установлены уплотнения 9 и в контейнер залита рабочая жидкость 10. Крышка контейнера со стороны, противоположной полости контейнера,.снабжена фланцем 11 и губками 12. для крепления наружной втулки 13 изделия.

Способ осуществляется следующим образом, До начала процесса во фланцах 11 крышки 2 устанавливается твердая основа многослойного изделия, которая крепится к контейнеру губками 12. Фланцы позволяют выставить наружную втулку строго по оси устройства, исключая ее радиальное смещение по ходу процесса, чем обеспечивается минимальная разностенность готового изделия. Затем строго по оси контейнера 1 через промежуточную втулку 5, запрессованную в крышке контейнера, устанавливается стержень

3 заданного диаметра с набором уплотнительных элементов 4, которые предотвращают проникновение рабочей жидкости 10 в полость изделия до начала процесса и прорыв жидкости при обработке внутренней поверхности. После заливки в контейнер рабочей жидкости устройся во подготовлено к осуществлению процесса, Затем в форму, образованную наружной втулкой изделия и стержнем 3 заливается жидкий металл сердцевины 14 и начинается его кристаллизация на стержне. В рабочей .полости контейнера создается рабочее давление до 30 кбар, которое начинает выдавливать, по мере охлаждения металла стержень 3, обжи- . мая при этом внутренний слой изделия.

Для повышения эффекта уплотнения литого металла, обеспечения его необходимого качества и плотности соединения

5 .— 99 слоев, одновременно с основным давлением Р, прикладываемым к нижнему торцу стержня, прикладывается противьдавление Р, к второму концу стер кня.

Одновременно для предотвращения выдавливания незатвердевшей сердцевины залитого слоя, механизмом 8 через плунжер

7 прикладывается осевое сжимающее напряжение Р, составляющее О, 1-0,2 величины давления во внутренней полости изделия. Синхронное приложение давлений Р, Р и Р обеспечивает получение плотной отливки заданных размеров беэ внутренних дефектов. В конечной стадии процесса давление P сбрасывается для предотвращения явлейия «выстреливания и окончательное извлечение отливки производится механическим воздействием со стороны механизма 6.

Применение предлагаемого способа получения биметаллических трубчатых иэделий позволяет повысить качество металла.

6091 6 формула изобретения

Способ получения биметаллических трубчатых изделий, включающий заливку металла внутреннего слоя в зазор между стержнем я твердой основой иэделия, его кристаллизацию. под давлением до

30 кбар с одновременным приложением противодавления к второму концу стержня и извлечение стержня, о т л и ч а.

tî, ю шийся тем, что, с целью повышеI ния качества металла за счет предотвращения его выдавливания внутренним давлением в осевом HatlpaMtemtttt«olptospeменно с приложением внутреннего nasaet5 ния к залитому слою прикладывают основные сжимающие напряжения, состав ляющие 0,1-0,2 величины давления во внутренней плоскости изделия.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 464447, кл. В 28 В 21/00, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 789241, кл. В 22 Э 19/00, 1980.

ВНИИПИ Заказ 794/20

Тираж 811 Подписное филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4