SU1235648A1 - Способ получени полиметаллических отливок - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейном производству и может быть использовно дл  изготовлени  полиметаллическ отливок и слитков.

Цель изобретени  - повышение качества соединени  сплавов разного состава.

На фиг. 1 изображено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа и определени  посто нной Ai на фиг. 2 - зависимость толщины перегородки от высоты заливки сплавов.

Производ т одновременную заливку сплавов разного состава (с одинаковми скорост ми подъема заливаемых металлов ) в  чейки, образованные при установке в форму перегородки переменной толщины, при этом происходит непрерывное расплавление последней при соприкосновении с заливаемыми сплавами, в результате чего шлакова корка не успевает прилипать к поверности перегородки. Таким образом, устран ют опасность присутстви  на границе между сплавл емыми металлам неметаллических включений.

Перегородку вьтолн ют переменной ТОЛ111ИНЫ, увеличивающейс  вверх по зависимости

,--h(l-f,-.,

Ct)

де

h t - V А -толщина перегородки на высоте запивки, мм;

-высота заливки, мм (),

-врем  с начала заливки, с; скорость подъема заливаемых сплавов, мм/с; посто нна , завис ща  от теплофизических свойств материала перегородки, размеров отливки и температур заливаемых сплавов,

(определ етс  опытным тем) .

пуПерегородку изготавливают из наиболее тугоплавкого из контактирующих сплавов, что позвол ет соедин ть между собой сплавы со значительно отличающимис  свойствами, не опаса сь при этом, что произойдет перемешивание их, так как количество тепла, поступающего в перегородку, изготовленную из наиболее тугоплавкого из заливаемых сплавов, хватает только на расплавление перегородки в момент смачивани  ее расплавами.

г

bet- это дместе вз тое позвол ет значительно П(;высить качество поли-- металлических отливок.

Дл  определени  переменной толщины перегородки предварительно определ ют вход в то в зависимость (1) посто нную А. Дл  зтого в литейную форму 1 {фиг. О устанавливают перегородку 2, выполненную из наиболее тугоплавкого из соедин емых сплавов и имеющую посто нную толщину и высоту Ь . В перегородке 2 на определенных рассто них от ее основани  высверливают параллельные отверсти 

на г тубину, равную половине длины основани  перегородки. Отверсти  выполн ют с торца симметрично относительно ТОЛ1ЩНЫ перегородки. В отверсти  устанавливают термопары 3. Контакты 1ермопар 3 подослючают к потенциометру 4. Через лиг -никовые каналы 5, сечени  которых подбирают таким образом , чтобы обеспечить необходимую скорость заливки по высоте, в полости 6 и 7 заливают сплавы 1 и II. С помощью потенциометра А снимают значени  Tei-mepaTypu перегородки на определенных высотах.

Преобразу  зависимость (О, получают вьфажение дл  определени  посто нной А

А -- - v/t

о.

( 7)

Фикскру  врем  подъема расплава до заданного значени  высоты установки термопары, на которой зарегистрирована температура плавлени  перегородки (или температура, близка  к температуре плавлени  перегородки), и зна  глубину проплавлени  перегородки , котора  равна половине толщины в случае,, если на термопаре зафиксирована температура плавлени  материала перегородки, а также зна  скорость подъема расплавов, вычисл ют значение константы А. Подставл   найденное значение А в выражение (1), опред ел ют изменение толщины перегородки в предлагаемом способе (фиг.2) в зависимости от высоты заливки (времени заливки). После этого в литейную форму 1 устанавливают перегородку 2 переменной толщины, предварительно рассчитанной по зависимости (1). Перегородку вьпюлн ют из наиболее тугоплавкого из заливаемых сплавов. Через литниковые каналь 5 одновременно с одинаковыми и посто нными по

3t

высоте скорост ми заливают сплавы I и 11, имеющие соответственно темпе- рат уру заливки, Т и 1,, которые поступают в полости 6 и 7, Расплавление перегородки происходит одновременно с подъемом заливаемых сплавов.

Пример 1. В цилиндрическую форму, имеющую внутренний диаметр D 400 мм и высоту Н 100 мм, устанавливают перегородку, -выполненную их стали , высотой К 100 мм и посто нной толщиной S 10 мм. В торце перегородки, начина  с высоты К 30 мм, с шагом по высоте лК - 10 мм выполн ют р д отверстий, параллельных основанию перегородки, глубиной h 200 мм, равной половине длины основани , таким образом, что продольные оси их наход тс  в плоскости симметрии боковых граней перегородки. В отверсти  устанавливают термопары, контакты которых подключают к потенциометру. Затем через литниковые системы заливают сталь

(f , мм 2,2 3,2 3,9 4,8 5,0 6,0 6,3 6,4 7,2 8,0 Н, мм

Н Vt

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

при А 0,78

t, с

10

20

30

По расчетным данным на фиг. 2 пос троена крива  8.

Учитыва , что при определении посто нной А используют перегородку посто нной толщины д 10 мм, значит .если при использовании перегородки расчетной толщины теплоемкость не- сколько больше, то дл  начального участка перегородки расчетной толщины плавление происходит быстрее. Из этих соображений толпщна перегород- ки выбираетс  по линии 9 (фиг. 2). Таким образом, перегородка имеет толщину в нижнем сечении S 2,5 мм, а в верхнем 5 8,0 мм.

Способ получени  полиметаллически отливок рассмотрим на примере получени  биметаллической отливки.

При получении биметаллической отливки в цилиндрическую форму, имеющую внутренний диаметр D 400 мм и высоту Н 120 мм, устанавливают перегородку, выполненную из стали 35ХМЛ с рабочей высотой Ь ЮО мм

35648

35ХЮ при температуре Т 1580 С и сталь 110Г13Л при Т , скорость заливки по высоте при этом составл ет 1 мм/с. В термопаре, наход - 5 щейс  на высоте К 50 мм, в момент, когда заливаемый сплав находитс  на уровне 1л 50 мм,, зафиксирована температура Т 1530°С, соответствующа  температуре плавлени  дл  мате- 10 риала перегородки (сталь 35ХМП) и свидетельствующа  об ее оплавлении на толщину S 5 мм.. Подставл   полученные данные в зависимость (2), получают:

15

A v tfH (1 - ) - /50 (1-Н- н JjU

, 5

- 0,9 0,78 с

Затем подставл ют значение А в за- 20 висимость (1), получают дл  толщины- перегородки р д значений в зависимости от высоты заливки сплавов (времени заливки), которые сведены в таблицу.

50

6.0

70

80

90

100

(рабоча  высота - высота расплавл емой части перегородки) и толщиной, мен ющейс  линейно по высоте и равной в нижнем сечении 5 2,5 мм, а в верхнем S 8,0 мм. Затем производ т одновременную заливку расплаво ( сталь 110Г13Л при температуре заливки Т 1450°С и сталь 35 ХМП при Т 1580°С) с одинаковой скоростью подъема V 1,0 мм/с, которую поддерживают посто нно11 до конца заливки. После остывани  отливки удал ют технологическую часть перегородки (с выступами дл  креплени  в форме).

Оценку качества полученной отливки провод т по испытани м на раст жение . Дл  этого из отливки вырезают три образца в сечени х, перпендикул рных плоскости перегородки на высотах 20,0; 50,0; 80,0 мм. Образцы выполн ют в виде симметричных биметаллических пластин размером 380 х X 20к5 мм. Разрушение всех образцов происходит при одинаковой нагрузке

(Р 6000 кгс) по менее прочноГ стали 110Г13Л (предел прочности & 60 кгс/ммМ при напр жени х, равных пределу прочности указанной стали ., что указывает на высокое качество полученной отливки и на ее равно- прочность по всему сечению.

Пере:ородка может быть выполнена из третьего сплава, имеющего температуру плавлени , близкую к температуре плавлени  наиболее тугоплавкого из заливаемых сплавов, но ниже нее.

Использование предлагаемого способа позвол ет при получении полиметаллических отливок устранить образование неметаллических включений в месте сплавлени  разных сплавов, которые значительно ухудшают качество по- луч.аемых отливок.

Способ получени  полиметалличес- ких отливок находит широкое распространение при соединении разнородных сплавов, так, переход к изготовлению

полиметаллических звездочек гусеничных машин позволит сэкономить свыше 54 т дорогосто щей порошковой проволоки дл  наплавки и значительно улучшить услови  труда (уменьшить

загазованность цехов при отказе от наплавки).

/f ,cr Ю,0

9.0- 8,010- 6,0- 5.0- 4,0- 3,0- W-Г 1тг

0,2 0,4 0,6 0,8

Редактор О.Бугир

Составитель Т.Королева Техред О.Гортвай

Заказ 3043/10Тираж 757Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  ha6., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна  4

сриг.2

Корректор И.Муска

Claims (2)

1. . 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК, включающий установку в литейной форме разделительной перегородки, одновременную заливку образованных ячеек сплавами разного состава и последующую их кристаллизацию, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения сплавов разного состава, заливку ведут с использованием разделительной перегородки, выполненной ί

   ’'7ZZZ23 из наиболее тугоплавкого из заливаемых сплавов с толщиной, увеличивающейся кверху по зависимости где - толщина перегородки на высоте заливки, мм;

   п- высота заливки, мм (h=V£);

   4 - время заливки, с;

   V - скорость подъема заливаемых сплавов, мм/с;

   А - постоянная, зависящая от теплофизических свойств материала перегородки, размеров отливки и температур заливаемых сплавов, с¹’¹.
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й ся тем, что заливку ведут с одинаковыми и постоянными по высоте скоростями.