SU1313555A1 - Способ изготовлени биметаллических отливок черв чных колес - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к технологии получени  биметаллических черв чных колес. Цель изобретени  - повыиение эксплуатационных свойств колес. Указанна  цель достигаетс  за счет формировани  криволинейного биметаллического спа  путем локального ускоренного охлаждени  в зоне перехода венечной части 15 отливки в соединительную перемычку ступичной части 18 посредством охлаждающих каналов в торцовых крьшках изложницы, а также благодар  заливке расплавов венечной и ступичной частей в газопламенном восстановительном потоке, предохран ющем контактные поверхности спа  отливки от загр знени , 5 ил. (Л со со СП СЛ СЛ 15

Description

Изобретение относитс  к литейному 1роиззодс1 ву,, в частности к техиопо- гии получени  блметалличеоскх чер1з  г ных колес.

Цель изобретени  - повьнление эксп- луата;1,иопньгх; сх-1ойств колес за счет снижени  в переходной зоне отлизкн отрывающих напр жений и степени загр знени  ее контактных поверхностей.

На фиг, 1 представлено устройство дл  реализации предлагаемого способа, на фиг. 2-5 - зтапь реализации способа во вре1у1ени.

Отливку получают на изложнице,, состо щей из нижней торцовой крьшгкн 1 с охлаждающи каналом 2, верхней торцовой крышки 3, также имеющей охлаждающий канал 2, и периферийных вкладьшей 4, выполненных з виде зубчатых секторов. Торцовые крышки 1 и 3 и периферийные вкладыши А образуют формообраз тощую полость изложницы, которую можно разделить на участки 5 (венечна  полость), 6 (полость сое- диг1ительной перемычки) и 7 (ступич- нгг  полость) . Корпусные д,етали сту П1ПЛЫ объединены центраторной пластиной 8, котора  служит дл  извлечени  изложницы из центрифуги заливочной машины (не показана). В крышках 1 и 3 установлены задн   9 и передн   10 торцовые керамические пробкр, удерживающие залитый металл ступичной части в полости 7, Со стороны- нижней торцовой крышки керамическа  пробка 9 удерж ваетс  центраторной пластиной 8. Керамическа  пробка 10 удерживаетс  пластиной 11 ловител  12, котора  с защитной крышкой 13 образует полость дл  улавливани  излишков залитого чугуна. Заливку осуществл ют через металлопровод 14, футерованный изнутри огнеупорным материалом. Через меTilллопровод 14 та1чже ввод т внутрь изложницы газопламенный поток.

После заливр:и треб - вмой дозы расплава венечной части 15 начинаетс  ei o кристаллизаци . При этом усковблизи каналов 2 (поток охлаждени ), Q ,, тепловой поток, отводимый стенками изложницы при естественном теп-- лоотводе.

5 Экспериментально установлено, что зaxoлaживaюп ee действие канала 2 теп- лоотвода распростран етс  примерно на величину 1,5-1,8 его контактной длины (зона CD), Свободна  поверх 0 ность отмечена буквами АВ централь- 1-га  часть свободной поверхности - буквой Е.

По мере кристаллизации толщина оболочки закристаллизовавшегос  талла растет, причем наиболее быстро вблизи точек D, медленнее со стороны зон естественного теплоотвода q и еще медленнее в точке Е. Таким образом ,  дро жидкого металла ст гивает20 с  к точке Е, следовательно, жидкий расплав 16 до последнего момента питает растущую усадочную раковину (или усадочную канавку), Это способствует образованию рельефной стопорной канавки с хорошо развитой шероховатостью на поверхности.

УЧ

35

В момент, когда жидкой фазы метал- i la венечной части остаетс  2-15% (что 30 достигаетс  подбором режимов лить ), заливают расплав ступичной части 18 (фиг. 3), который, кристаллизу сь, образует корочку 17,

Далее (фиг, 4) по. мере охлаждени  металла отливки объемы металла венечной 15 и ступичной 18 частей, отвердевшего с понижением температуры,увеличиваютс  (в сравнении с объемами жидкой фазы расплавов венечной 15 и ступичной 18 частей),

В окончательном виде отливка представлена на фиг, 5 (5 - венечна  часть, 6 - соединительна  перемычка, 7 - ступична  часть). Граница разде- ,|.5 ла металлов ступичной и венечной частей - АВ - представл ет собой выпук- ломенисковую стопорную поверхность, на вн утренней части ступицы образует40

с  усадочна  канавка, наличие которенн1лй теплоотвод начинаетс  в зонах, -рой уменьшает внутренние напр жени 

в ступице, кроме того, за счет снижени  расхода металла на литниковую систему (Б сравнении с литьем в неподвижные , например земл ные, формы) ее ЭКОНОМИТСЯ металл ступицы, а усадочна  раковина переноситс  внутрь отливки ,

П р и м е р. Изготавливают биметаллическую отливку черв чного коприлегающих к охлаждающим каналам 2 На фг;г 2 показан случай начала рос- та кристаллиза1,ионной корочки в металле , прилегающее- к стенкам изложницы . На фиг. 2 прин ты следующие обозначепи : q,, теплота, подводима  к зеркалу расплава с газопламенным потоком, QO тепловой поток,, отводимый через стенки изложницы

вблизи каналов 2 (поток охлаждени ), Q ,, тепловой поток, отводимый стенками изложницы при естественном теп-- лоотводе.

Экспериментально установлено, что зaxoлaживaюп ee действие канала 2 теп- лоотвода распростран етс  примерно на величину 1,5-1,8 его контактной длины (зона CD), Свободна  поверхность отмечена буквами АВ централь- 1-га  часть свободной поверхности - буквой Е.

По мере кристаллизации толщина оболочки закристаллизовавшегос  металла растет, причем наиболее быстро вблизи точек D, медленнее со стороны зон естественного теплоотвода q и еще медленнее в точке Е. Таким образом ,  дро жидкого металла ст гиваетс  к точке Е, следовательно, жидкий расплав 16 до последнего момента питает растущую усадочную раковину (или усадочную канавку), Это способствует образованию рельефной стопорной канавки с хорошо развитой шероховатостью на поверхности.

В момент, когда жидкой фазы метал- i la венечной части остаетс  2-15% (что остигаетс  подбором режимов лить ), заливают расплав ступичной части 18 (фиг. 3), который, кристаллизу сь, образует корочку 17,

Далее (фиг, 4) по. мере охлаждени  металла отливки объемы металла венечной 15 и ступичной 18 частей, отвердевшего с понижением температуры,увеличиваютс  (в сравнении с объемами жидкой фазы расплавов венечной 15 и ступичной 18 частей),

В окончательном виде отливка представлена на фиг, 5 (5 - венечна  часть, 6 - соединительна  перемычка, 7 - ступична  часть). Граница разде- ла металлов ступичной и венечной час тей - АВ - представл ет собой выпук- ломенисковую стопорную поверхность, на вн утренней части ступицы образует

полученных биметаллических колес по10

казали, что при нагружении разрушающим моментом во всех случа х сдвиг происходит по бронзе, та часть бронсаетс  чугуном, не -отрываетс  от него , что свидетельствует о высоких стопор щих свойствах переходного сло .

Предлагаемый способ в сравнении с прототипом обеспечивает следующие преимущества: не требуетс  тщательный к.рнтроль за режимами лить  - стониста  бронза марки ОФ10-1 (плавка в печи Георгадзе, заливка при 1050 с), металл ступичной части - чугун серый марки 418 (ваграночной выплавки,заливка при 1350°С).

Частота вращени  изложницы 210 об/мин. Использовали плам , получаемое от сжигани  пропан-бутановой смеси, отрегулированное до восстановительного (с легким вьщелением копоти ) .

При охлаждении использовали воду из водопровода при 12-18 С (по погодным услови м), расход воды регулиро- 5 порна  канавка во всех случа х обра- валс  в пределах 12-16 л/мин (в зави- зуетс  стабильно , зона биметалличес- симости от частоты заливки),

Врем  заливки бронзы 14-20 с, врем  вьщержки между заливкой бронзы и чугуна 28-35 с, врем  заливки чугуна 20 18-22 с, причем первые 5-8% расплава чугуна заливают за 8-10 с, а далее скорость заливки увеличивают, т.е. чугун, заполн ющий соединительную перемычку заливают медленно, что при водит к образованию более прочного биметаллического спа  и увеличивает высоту стопорной канавки.

Характеристика отливки.

При ширине соединительной перемыч-- ких отливок черв чных колес, включаю- ки 15-18 мм глубина мениска составл - щий последовательную заливку распла- ет 4-8 мм (в зависимости от скорости заливки первых порций чугуна). Спай между металлами венечной и ступичной

.- 25

кого спа  не загр зн етс  защитным шлаком|, использование газопламенного потока с восстановительными свойствами позвол ет защитить не только зеркало залитого в изложницу металла, но также и поверхность струи, что существенно улучшает эксплуатационные свойства биметаллического соединени  .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ изготовлени  биметалличесвов венечной и ступичной частей и локальное ускоренное охлаждение, о т- личающийс  тем, что, с цечастей неровный, в виде выемок в сто-35 лью повьшени  эксплуатационных рону бронзы высотой 0,8-3,2 мм. Между металлами биметаллической пары образуетс  диффузионное соединение G g, 22-26 кг/мм , что удовлетвор ет требовани м ГОСТа на прочность чер- 0 плавов ведут в газопламенном восстасвоиств колес, локальное ускоренное охлалдение ведут в зоне перехода венечной части в соединительную перемычку ступичной части, а заливку расв чного колеса в целом.

   полученных биметаллических колес показали , что при нагружении разрушающим моментом во всех случа х сдвиг происходит по бронзе, та часть брон

   саетс  чугуном, не -отрываетс  от него , что свидетельствует о высоких стопор щих свойствах переходного сло .

   Предлагаемый способ в сравнении с прототипом обеспечивает следующие преимущества: не требуетс  тщательный к.рнтроль за режимами лить  - стопорна  канавка во всех случа х обра- зуетс  стабильно , зона биметалличес-

   5 порна  канавка во всех случа х обра- зуетс  стабильно , зона биметалличес-

   20

   25

   кого спа  не загр зн етс  защитным шлаком|, использование газопламенного потока с восстановительными свойствами позвол ет защитить не только зеркало залитого в изложницу металла, но также и поверхность струи, что существенно улучшает эксплуатационные свойства биметаллического соединени  .

   Формула изобретени  Способ изготовлени  биметаллических отливок черв чных колес, включаю- щий последовательную заливку распла-

   вов венечной и ступичной частей и локальное ускоренное охлаждение, о т- личающийс  тем, что, с целью повьшени  эксплуатационных плавов ведут в газопламенном восстасвоиств колес, локальное ускоренное охлалдение ведут в зоне перехода венечной части в соединительную перемычку ступичной части, а заливку расновительном потоке.

   фигЛ

   Редактор А.Огар

   заказ 2160/10Тираж 741Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

   фаг

   Составитель .Т.Королева

   Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар