RU2375148C2

RU2375148C2 - Method of ingot receiving

Info

Publication number: RU2375148C2
Application number: RU2008102899/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Кучеров (RU); Анатолий Александрович Кучеров
Original assignee: Анатолий Александрович Кучеров
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-12-10
Also published as: RU2008102899A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to foundry, particularly to gravity die casting of metals and alloys. Metal mould is filled by overheated metal for 65-90% of volume. During metal crystallisation metal mould is subject to vertical vibratory influence at a frequency 240-280 Hz and amplitude equal to 2-3 heights of metal mould.

EFFECT: receiving of heterogeneous structure of ingot.

1 ex

Description

Широко известен способ получения отливки литьем в кокиль, принятый автором за прототип.Widely known is the method of producing castings by casting in a chill mold, adopted by the author as a prototype.

Этот способ включает в себя заливку расплавленного металла в кокиль, где происходят процессы кристаллизации и затвердевания расплавленного металла.This method involves pouring molten metal into a chill mold, where crystallization and solidification of the molten metal take place.

Недостатком данного способа получения отливки является однородность структуры по всему ее объему, одинаковые плотность и прочность. Однако, при расчете на прочность отливки, согласно эпюрам разрушающих сил, наибольшие напряжения и перемещения испытывают наружные слои отливки, а наименьшие - серединные слои. Этим обусловлена ненужность однородной структуры отливки, которая определяет большой расход металла.The disadvantage of this method of producing a casting is the uniformity of the structure throughout its volume, the same density and strength. However, when calculating the strength of the casting, according to the diagrams of the destructive forces, the outermost layers of the casting experience the greatest stresses and movements, and the smallest ones - the middle layers. This is due to the unnecessary uniform structure of the casting, which determines a large consumption of metal.

Следовательно, для уменьшения расхода металла структура отливки должна быть неоднородной: наружные поверхности отливки должны состоять из металла максимальной плотности и прочности, а серединная часть отливки - из минимальной.Therefore, to reduce the consumption of metal, the structure of the casting should be heterogeneous: the outer surfaces of the casting should consist of metal of maximum density and strength, and the middle part of the casting should be of a minimum.

Целью предлагаемого изобретения является снижение расхода металла за счет получения отливки с неоднородной структурой.The aim of the invention is to reduce metal consumption by producing castings with a heterogeneous structure.

Указанная цель достигается тем, что кокиль, заполненный перегретым металлом на 65-90% объема, в процессе кристаллизации подвергают вертикальному вибрационному воздействию, в результате чего структура отливки получается неоднородной.This goal is achieved by the fact that the chill mold, filled with superheated metal at 65-90% of the volume, is subjected to vertical vibration during the crystallization process, as a result of which the casting structure is heterogeneous.

Способы получения отливки с неоднородной структурой не были выявлены автором при изучении данной и смежных областей техники, и, следовательно, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».Methods for producing castings with a heterogeneous structure were not identified by the author in the study of this and related fields of technology, and, therefore, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Сопоставительный анализ заявляемого способа получения отливки с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что кокиль, заполненный перегретым металлом на 65-90% объема, в процессе кристаллизации подвергают вертикальному вибрационному воздействию. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «существенные отличия».A comparative analysis of the proposed method for producing castings with a prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the chill mold filled with superheated metal at 65-90% of the volume is subjected to vertical vibration during crystallization. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention "significant differences".

ПримерExample

Предлагаемым способом получали отливки диаметром 30-60 мм и высотой 60-120 мм из алюминиевого сплава. Перегретый металл заливали в кокиль, установленный на обычной вибрационной машине для формовки, закрывали графитовой пробкой, герметизировали, и подвергали вертикальному вибрационному воздействию с частотй 240-280 Гц и амплитудой, равной двум - трем высотам кокиля.The proposed method received castings with a diameter of 30-60 mm and a height of 60-120 mm from aluminum alloy. The superheated metal was poured into a chill mold mounted on a conventional vibratory molding machine, closed with a graphite plug, sealed, and subjected to vertical vibrational impact with a frequency of 240-280 Hz and an amplitude equal to two to three heights of the chill mold.

При частоте менее 240 Гц и амплитуде менее 2 высот кокиля не возникал эффект интенсивного перемешивания металла.At a frequency of less than 240 Hz and an amplitude of less than 2 heights of the chill mold, the effect of intense mixing of the metal did not occur.

Увеличение частоты более 280 Гц и амплитуды более 3 высот кокиля вело к разрушению вновь образующейся неоднородной структуры жидким металлом, находящимся в серединной части отливки.An increase in the frequency of more than 280 Hz and the amplitude of more than 3 heights of the chill mold led to the destruction of the newly formed inhomogeneous structure by the liquid metal located in the middle part of the casting.

Соотношение объема перегретого металла к объему кокиля было в интервале 65-90%.The ratio of the volume of superheated metal to the volume of the chill mold was in the range of 65-90%.

При соотношении более 90% не возникал эффект интенсивного перемешивания перегретого металла.With a ratio of more than 90%, the effect of intensive mixing of the superheated metal did not occur.

При соотношении менее 65% наружная поверхность отливки формировалась не полностью.With a ratio of less than 65%, the outer surface of the casting was not completely formed.

На поперечном и продольном срезах отливок, полученных при оптимальных параметрах частоты, амплитуды и объема, было видно, что их структура получалась неоднородной. У наружных стенок отливки металл затвердевал в виде монолита, далее металл затвердевал в виде мельчайших пор, а в серединной части отливки - в виде пор большого диаметра.On the transverse and longitudinal sections of the castings obtained with optimal parameters of frequency, amplitude and volume, it was seen that their structure was heterogeneous. At the outer walls of the casting, the metal solidified in the form of a monolith, then the metal solidified in the form of minute pores, and in the middle part of the casting in the form of pores of large diameter.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить расход металла для получения отливки на 10-35%.Thus, the proposed method allows to reduce the metal consumption for casting by 10-35%.

Claims

A method of producing a casting of a metal mold from one or several components, characterized in that the mold is filled with superheated metal to 65-90% of the volume and is subjected to vertical vibrational impact with a frequency of 240-280 Hz and an amplitude equal to 2-3 heights during metal crystallization chill mold.