SU1286343A1 - Способ получени биметаллических отливок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к способам Ьолунени  биметаллических отливок. Цель изобретени  - повышение качества отливок . Способ включает последовательную заливку в изложницу центробежной машины металлов биметаллической пары. Затем формирование биметаллического соединени  путем изменени  площади его раздела, кристаллизацию и извлечение отливки. Изменение площади границы раздела ускор ет процесс диффузии. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

tVD

ОС

о со

4

СО

15

25

Изобретение относитс  к литейному прозводству , в частности к способам полуени  центробежным литьем биметалличесих отливок, включающим последовательую заливку расплавов внешней и внут- , енней части биметаллического соединени .

Цель изобретени  - повышение качеста отливок.

На фиг. 1-6 представлены схемы устойств дл  различных вариантов осуществлени  предлагаемого спосЬба.Ю

Пример 1. Валок изготавливают последовательной заливкой во вращаемую изложницу износостойкого металла 1 и расплава конструкционного металла 2.

Изложница., в которой размещен центральный валок 3, состоит из формирующего цилиндра 4 с дорожками качени  и ограничительным буртиком, выполненными на периферии, и двух составных поршней, выполненных в виде двух штоков 5 и 6 и двух пробок 7 и 8. Изложница установ- 20 лена на опорах качени  9 и 10 (фиг. 1). В исходном положении составные поршни максимально выдвинуты из цилиндра 4, а центральный валок 3 одним концом защемлен в штоке 5 и расположен в цилиндре 4.

Отливку получают следующим образом.

Изложницу в сборе привод т во вращение , затем последовательно заливают по стрелке износостойкий 1 и конструкционный 2 металлы. После заливки литейных расплавов штоки 5 и 6 начинают взаимно сближать (фиг. 2), при этом пробки 7 и 8 совместно деформируют износостойкий и конструкционный металлы до тех пор, пока весь внутренний зазор в изложнице не будет заполнен, а металлы внешней части не соедин тс  с центральным валком 3. Далее следует прессование литейных расплавов и кристаллизационна  выдержка до образовани  монолитной отливки 11.

На данном примере показан способ получени  биметаллического соединени , ког- 40 да деформирование контактирующих металлов биметаллической пары осуществл ют уменьшением объема формообразующей полости изложницы, что в свою очередь ведет к уменьшению площади границы раздела контактирующих металлов.

Параметры заливки износостойкого сло  (легированный магнием чугун): температура заливки 1350°С, врем  заливки 22 с, врем  выдержки до заливки конструкционного металла 40 с, конструкционного сло  36 с (первые порции подают медленнее), температура заливки 1350°С, деформирование контактирующих металлов начинают сразу после окончани  заливки конструкционного металла; врем  смыкани  штоков 6-8 с, давление прессовани  1,2-1,5 кг/см, крис- 55 таллизационна  выдержка под давлением прессовани  4,2 мин. Эксплуатаци  полученного биметаллического валка показала, что

30

35

45

50

5

5

0

0

5

0

5

0

при толщине внешнего износостойкого сло  5-7 мм обеспечиваетс  надежна  его работа без отслаивани  по спаю.

Пример 2. Изготавливалась емкость в виде полога биметаллического сосуда, внешн   часть которого выполнена из бронзы АЖ, а внутренн   - из алюмини  марки АЛ-3.

Во вращаемую изложницу (фиг. 3), состо щую из корпуса 11, пробки 12, тарелки 13, заливают расплав бронзы 14 и последовательно расплав чугуна 15 (уровни заливки отмечены тонкими лини ми). Далее осуществл ют кристаллизационную выдержку до образовани  затвердевшей корочки бронзы 16 и алюмини  17. После кристаллизационной выдержки тарелку 13 перемещают влево. При этом расплавы бронзы и алюмини  распредел ютс  по поверхности корпуса изложницы 11 (из-за разности удельных весов смещивани  их не происходит). Поскольку температура плавлени  бронзы значительно выше, чем алюмини , основна  его масса попадает в центральную часть (алчоминий стекает с торцовых стенок к периферийным по стрелке на фиг. 4). Таким образом получаетс  бронзова  емкость, али- тированна  изнутри тонким слоем алюмини  на торцовых стенках и толстым слоем алюмини  на периферийной стенке.

На данном примере показан способ получени  биметаллического соединени , когда деформирование контактирующих металлов биметаллической пары осуществл ют увеличением объема формообразуюп1ей полости изложницы, что в свою очередь ведет к увеличению площади границы раздела контактирующих металлов.

Параметры заливки: внешнего сло  (бронза АЖ-4) температура заливки 1050°С, врем  заливки 12 с, врем  выдержки между заливкой второго расплава и окончанием заливки первого расплава 4-6 с; внутреннего сло  (АМ-3) температура заливки 780°С, врем  заливки 16 с (дл  предотвращени  смешивани  расплавов); врем  перемещени  тарелки 3-8 с, врем  конечной кристаллизационной выдержки 20-30 с.

Металлографический анализ биметаллического спа , проведенный на вырезанных образцах, показал, что особенно в центральной части полученного биметаллического сосуда образовалось диффузионное соединение с прочностью на отрыв по спаю 6-9 кг/мм.

Пример 3. Дл  серийного производства биметаллических черв чных колес опробовано изготовление армированного черв чного колеса редуктора. Металл венечной части - олов ниста  бронза марки. ОФ10-1, ступичной части - серый чугун.

Во вращаемую изложницу (фиг. 5), состо щую из торцовых крышек 18 и 19, периферийных стержней 20, нажимных крышек 21 и 22, огнеупорных накладок 23 и 24, толкателей 25 и 26, заливают расплав бронзы 27 и расплав чугуна 28 в виде тонкой пленки (залив по стрелке q). Далее, не прекраща  подачи расплава чугуна, прикладывают усили  к толкател м 25 и 26 и смыкают нажимиые крышки 21 и 22. При этом формообразующий объем изложницы начинает уменьшатьс , а контактирующие расплавы деформироватьс .

После смыкани  нажимных крышек 21 и 22 на заданную величину (фиг. 6) осуществл ют полную заливку чугуна в изложницу .

Параметры лить ; бронза - температура заливки 1050°С, врем  заливки 9 с, масса заливаемой бронзы 8,2 кг; чугун - температура заливки 1350°С, врем  заливки присадочного чугуна (/2) 8 с (врем  смыкани  с), врем  заливки оставшегос  чугуна (/з) 6 с, масса всего заливаемого чугуна 24,2 кг.

Анализ зоны спа  показывает, что при объемном деформировании контактирующих металлов венечной и ступичной частей происходит деформирование границы раздела, последн   искривл етс  к центру отливки, образу  стопорный элемент в виде канавки на ступичной части. Кроме того, за счет относительного перемещени  контактирующих металлов вдоль границы раздела образуетс  высокопрочное соединение (диффузи0

онное), предел прочности на отрыв 10- 12 кг/см1

Инициирование относительного скольжени  по границе раздела контактирующих металлов, обусловленное объемным деформированием последних, позвол ет получить более прочные биметаллические соединени  чем те, которые образуютс  только за счет диффузионной миграции атомов контактирующих фаз через зону раздела.

Claims (3)

1.Способ получени  биметаллических отливок, включающий последовательную заливку в изложницу центробежной машины металлов биметаллической пары, формирование биметаллического соединени , кристаллизацию и извлечение отливки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества отливок, в процессе формировани  биметаллического соединени  измен ют пло0 щадь его раздела.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что площадь раздела уменьщают путем совместного объемного деформировани  металлов биметаллической пары, преимущественно со стороны торцов зоны их соедине5

ни .

3. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что площадь раздела увеличивают увеличением объема рабочей полости изложницы.

.J

Ф1АгЛ

26

J6

28

27

Фиг. 6