SU1034833A1

SU1034833A1 - Method of producing casting by radial-direction solidification

Info

Publication number: SU1034833A1
Application number: SU813325157A
Authority: SU
Inventors: Антон Абрамович Рыжиков; Раиса Дмитриевна Угланова; Людмила Алексеевна Орлова
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1983-08-15

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК РАДИАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕBAHHEMf включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки, отличающийс тем, что, с целью повышени плотности отливок за счет сокращени ширины двухфазной зоны, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращени движени конвективных потоков в осевой зоне прибыли , а подогрев прибыльной части отливки осуществл ют после OTKJDOчени нагрева донной части залитого в форму металла. 2.Способ по п. 1, о т л и ч ающи и с тем, что при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки i осуществл ют в интервале температур 710-730 С. Ш 3.Способ по п. 1, о т л и чающийс тем, что при изготовлении отливок из стальных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осущесэ вл ют в интервале температур 16001620&deg;С . 100 :00 ОР 001. A METHOD FOR OBTAINING CASTINGS BY RADIALLY-DIRECTED FOLDERSHABEMf includes pouring metal into a mold and heating a profitable part of the casting, characterized in that, in order to increase the density of castings by reducing the width of the two-phase zone, the bottom part of the cast metal is additionally heated to the bottom of the molded metal until the material is added. convective flows in the axial zone of profit, and heating of the profitable part of the casting is carried out after OTKJDO heating of the bottom part of the metal poured into the mold. 2. A method according to claim 1, wherein the manufacture of aluminum alloy castings switches the heating from the bottom part of the molded metal to the profitable part of the casting i in the temperature range 710-730 C. 3. The method according to claim 1, wherein the manufacture of castings from steel alloys, switching the heating from the bottom part of the molten metal to the profitable part of the casting is in the temperature range 16001620 ° C. 100: 00 OR 00

Description

Изобретение относитс к литейному производству и может быть использовано в металлургической промышленности при получении отливок и слитков.The invention relates to foundry and can be used in the metallurgical industry in the production of castings and ingots.

Известен способ получени отливок с направленной кристаллизацией включающий применение круглой формы и двух теплоиэлучаквдих элементов, которые расположены концентрично с формой. Один из элементов находитс внутри, а другой - снаружи формы. Кругла форма помещена на охлаждающую плиту, котора изготовлена из -высокотеплопровод щего материала. С помощью теплоизлучающих элементов форму предварительно нагревают выше температуры кристаллизации заливаемого металла f 1 J.A known method of producing castings with directional crystallization involves the use of a round shape and two heat-emitting elements that are concentric with the shape. One of the elements is inside and the other is outside the form. The round shape is placed on a cooling plate, which is made of highly heat-conducting material. With the help of heat-emitting elements, the form is preheated above the crystallization temperature of the cast metal f 1 J.

Однако по этому способу тет шературный перепад по высоте можно создать до заливки металла, лишь примен металлические формы. Способ не приемлем дл песчано-гливистой формы. Температурный перепад резко снижаетс после заливки металла и разогрева им формы.However, in this method, a tetrade difference in height can be created before the metal is poured only by using metal molds. The method is not acceptable for a sandy-gummy form. The temperature difference drops sharply after the metal is poured and the mold is heated.

Известен способ изготовлени отливок с направленным затвердеванием , по которому тигель с металлом, расположенный в верхней части оболочковой формыу и саму форму помещают в печь дл расплавлени металла , которлй затем перетекает в полости формы. Форму устанавливают на холодильник. Печь имеет индуктор , выполненный из двух секций, одну исполЬзуют дл расплавлени металла, вторую - дл нагрева формы . После заполнени формы металлом холодильную плиту спускают постепенно дл вывода формы из печи и обеспечени направленного затверлева- ни 2.A known method of manufacturing castings with directional solidification, in which a metal crucible, located in the upper part of the shell mold and the mold itself, is placed in a furnace to melt the metal, which then flows into the cavity of the mold. Form set on the refrigerator. The furnace has an inductor, made of two sections, one is used to melt the metal, the second - to heat the mold. After the mold is filled with metal, the cooling plate is lowered gradually to remove the mold from the furnace and provide directional solidification 2.

Однако направленность осуществл етс с помощью подогрева формы в специальной печи,- а охлаждение - путем опускак1и затвердевающей отливки из печи и дополнительным охлаждением . Этот способ св зан с использованием специальной печи, трудоемок и ограничивает номенклатуру получаемых отливок.However, the directivity is accomplished by preheating the mold in a special furnace, and the cooling is done by lowering the solidified casting from the furnace and by additional cooling. This method is associated with the use of a special furnace, laborious and limits the range of castings produced.

Известен также способ производства отливок с направленно закристаллизовавшейс структурой. По этому способу форму устанавливают основанием на холодильную плиту и помещают в нагревательную камеру . Эта камера, расположенна над холодильной плитой, охватывает целиком всю форму и перед заливкой нагреваетс . Затем форма медленно погружаетс в охлаждающую емкость, котора начинаетс у холодчльно й плиты наход щейс перед погружением частично fe жидкости. There is also known a method for producing castings with directionally crystallized structure. According to this method, the form is installed on the basis of a cooling plate and placed in a heating chamber. This chamber, located above the cooling plate, covers the entire form and is heated before pouring. Then the mold is slowly immersed in the cooling tank, which starts at the cold plate that is partially in front of the immersion fe.

В зтом способе используетс прием охлаждени основани формы, а следовательно, и нижней части залитого в форму металла.This method uses the method of cooling the base of the mold, and hence the lower part of the metal poured into the mold.

Боковой подог-рев формы, который поднимаетс по мере продвижени фронта кристаллиза ции металла снизу вверх, поддерживает перепад температур в направлении кристаллизации З.The lateral preheating of the form, which rises as the metal's crystallization front moves upwards, maintains the temperature difference in the direction of solidification of Z.

0 Однако .этот способ сложен в ., осуществлении..Наличие нагревательной камеры и бхлаждающей емкости ограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конфигурации. Требуетс специальное устройство дл медленного, с опре .деленной скоростью, погружени формы в охлаждающую емкость, регулирование подачи охлаждающей жидкости и определенный токовый режим.0 However, this method is complex in., The implementation ... The presence of a heating chamber and bhladennoy capacity limits the range of castings and ingots in their size and configuration. A special device is required for slow, at a predetermined speed, immersion of the mold in a cooling tank, regulation of the coolant supply and a certain current mode.

, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ изготовлени отливок с ориентированной столбчатой структурой, включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of manufacturing castings with an oriented columnar structure, including pouring metal into a mold and heating the profitable part of the casting.

Форму нагревают, и отливки крис таллизуютс в печи-кристаллизато0 р,е. В печь на холодильную плиту устанавливают форму, нагреваемую карборундовыми нагревател ми. В од ном из вариантов исполнени используют дополнительно боковой холодильник, а нижний холодильник постепенно опускают вместе с залитой формой (со скоростью 4-9 мм/мин ) ДЛЯсоздани определенной скорости затвердевани и перепада темперап тур (главным образом за счет боковогр охлаждени Постепеннообогреваемой оказываетс только верхн часть слитка. В этом способе при кристаллизации расплава в опускающейс форме макро- и микроструктуры получаютс сравнительно однородными 4 The mold is heated, and the castings crystallize in a furnace-crystallized p, e. A mold is set on the refrigerating stove, heated by carborundum heaters. In one of the embodiments, an additional side cooler is additionally used, and the bottom cooler is gradually lowered together with the cast form (at a speed of 4-9 mm / min) to create a certain solidification rate and temperature difference (mainly due to lateral cooling. Only the upper part is heated gradually). In this method, by crystallizing the melt in a descending form, the macro- and microstructures are relatively uniform.

Однако нижний участок, примыкающий к холодильнику, приходитс удал ть из-за наличи разориентированных кристаллов. Способ характеризуетс макроликвацией, особенно алюмини . В этом способе перепад температур создаетс в одномHowever, the lower portion adjacent to the refrigerator has to be removed due to the presence of disoriented crystals. The process is characterized by macroliferation, especially aluminum. In this method, the temperature difference is created in one

е направлении: снизу-вверх и сложным техническим средством. Наличие нагре вательной печи и охлаждающей емкости ограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конфигурации . Требуетс специальноеe direction: bottom-up and complex technical tool. The presence of a heating furnace and a cooling tank limits the range of castings and ingots in terms of their size and configuration. Special Required

0 устройство дл медленного, с определенной скоростью, погружени формы в охлаждающую емкость, регулирование подачи охлаждающей жидкости и определенный режим нагрева0 device for slow, at a certain speed, immersion of a mold in a cooling tank, regulation of coolant supply and a certain heating mode

5 формы.5 forms.

Цель изобретени - повышение плотности отливок за счет сокращени ширины .двухфазной зоны.The purpose of the invention is to increase the density of castings by reducing the width of the biphasic zone.

Цель достигаетс тем, что согласно способу получени отливок радиально-направленным затвердеванием, 5 включающему заливку металла в ли .тейную форму и подогрев прибыльной части отливки, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращени Ю движени конвективных потоков в осевой зоне прибыли, а подогрев прибыльной части ведут после отключени нагрева донной части залитого в форму металла.The goal is achieved in that according to the method of obtaining castings by radial-directional solidification, 5 which includes pouring metal into a casting mold and heating the profitable part of the casting, it additionally warms the bottom portion of the molded metal until the moment when the convective flows in the axial zone of profit stop, and The heating of the profitable part is carried out after switching off the heating of the bottom part of the metal poured into the mold.

Причем переключение подогрева с донной части залитого в форму ме- . талла.на прибыльную часть отливки при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов осуществл ют в. интервале температур ТЮ-ТЗО-С. 20Moreover, the switching of heating from the bottom part of the form filled with me-. on the profitable part of the casting in the manufacture of castings from aluminum alloys carried out in. temperature range TU-TZO-S. 20

При изготовлении отливок из стальных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осуществл ют при 1600-1620с. 25In the manufacture of castings from steel alloys, switching of the heating from the bottom part of the molded metal to the profitable part of the casting is carried out at 1600-1620 s. 25

До начала падени температуры в осевой зоне прибыли идет затвердевание в радиальном направлении, затем преобладает осева кристаллизаци за счет изменени направлени по- 30 догрева.-Before the temperature drops in the axial zone of profit, solidification takes place in the radial direction, then axial crystallization prevails due to a change in the direction of reheat 30.

На чертеже показано устройство дл осуществлени предлагаемого способа.The drawing shows a device for carrying out the proposed method.

Устройство включает литейную 35 форму 1, рабочую полость, вспомогательную нижнюю полость 2, прибыльную часть отливки 3 и нагреватели 4 и 5, выполненные в виде спиралей.40The device includes a mold 35 form 1, a working cavity, an auxiliary lower cavity 2, a profitable part of the casting 3 and heaters 4 and 5, made in the form of spirals.40

Способ осуществл ют следующим образом . . . .The method is carried out as follows. . . .

Перед заливкой металла готов т литейную форму 1, ос5пцествл ют прогрев донной части формы спиралью 4, заформованной в форму, В 1 заливают металл и сразу включают подогрев донной части отливки, который ведут до момента прекращени движени конвективных потоков в осевой зоне прибыли, после чего отключают нагрев донной части залитого в форму металла и осуществл ют подогрев прибыльной части отливки .Before the metal is poured, the casting mold 1 is prepared, the heating of the bottom part of the mold with spiral 4 molded into the mold is achieved, the metal is poured into B 1 and the heating of the bottom part of the casting is immediately turned on until the movement of convective currents in the axial profit zone ceases, and then heating of the bottom part of the metal poured in the mold and heating of the profitable part of the casting.

Предлагаемый способ прост в осуществлении , не требует жесткого температурного режима подогрева донной и прибыльной части, специальной печи.или камеры дл этогоу момент изменени градиента температур практически легко фиксируемс не требует определенного режима охлаждени и подачи охлаждающей жидкости, а также часто св занного с этим перемещением отливки,универсален - он пригоден как дл высокотемпературных , так и дл низкотемпературных сплавов. Экспериме ты показывают высокое качество отгливок с выходом годного пор дка 80%The proposed method is simple to implement, does not require a hard temperature mode of heating the bottom and profitable part, a special furnace. For this purpose, the moment of changing the temperature gradient is almost easily fixed. It does not require a certain cooling mode and coolant supply, and the casting often associated with this movement , universal - it is suitable for both high-temperature and low-temperature alloys. Experiments show high quality castings with a yield of 80%

Предлагае 1й способ предназначен дл управлени процессом формировани структуры крупных отливок и слитков. ..The proposed 1st method is intended to control the process of forming the structure of large castings and ingots. ..

в данном способе подогреваетс только тонкий прилив, расположеиный в нижней части соосно .с отливкой , что обеспечивает подогрев верхней части отливки, подогрев осевой части слитка с целью сокращен; двухфазной зоны, а также активизацию конвективного переноса б олее гор чих объемов жидкого металла и вынос в верхнюю часть инородных частиц. ,in this method, only a thin tide is heated, coaxially located in the lower part with the casting, which provides heating of the upper part of the casting, heating the axial part of the ingot for the purpose of shortening; two-phase zone, as well as the activation of convective transfer of more hot volumes of liquid metal and removal of foreign particles to the upper part. ,

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING CASTINGS OF RADIALLY DIRECTED HARDENING, including pouring metal into the mold and heating the profitable part of the casting, characterized in that, in order to increase the density of the castings by reducing the width of the two-phase zone, the bottom part of the metal cast into the mold is additionally heated until the end convection flows in the axial profit zone, and the profitable part of the · casting is heated after the heating of the bottom part of the metal cast into the mold is turned off.

2. The method according to claim 1, with the exception that in the manufacture of castings from aluminum alloys, the heating is switched from the bottom of the metal cast into the profitable part of the casting in the temperature range 710-730 ° C.

3. The method according to π. 1, characterized in that in the manufacture of castings from steel alloys, the heating is switched from the bottom of the molded metal to the profitable part of the casting in the temperature range 16001620 ° C.

SO '00 SR

CO>