SU1424952A1

SU1424952A1 - Method of centrifugal casting

Info

Publication number: SU1424952A1
Application number: SU854038102A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Владимирович Попов; Иван Дмитриевич Жестовский; Владимир Михайлович Колосов; Александр Федорович Смирнов
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1985-12-25
Publication date: 1988-09-23

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным способом. Цель изобретени - повышение качества отливок за счет обеспечени их направленной кристаллизации . Услови дл направленной кристаллизации обеспечиваютс путем создани в расплаве силового пол центробежных сил, при этом в нем формируетс неравномерно распределенное давление. В зонах с более высоким давлением при равномерном охлаждении расплава создаютс приоритетные услови дл начала кристаллизации. Дл осушествлени способа скорость вращени кристаллизатора довод т до получени в периферийной зоне расплава давлени , необходимого дл увеличени температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава.The invention relates to foundry, in particular to the production of castings by centrifugal method. The purpose of the invention is to improve the quality of castings by ensuring their directional crystallization. The conditions for directional crystallization are provided by creating a centrifugal force in the melt, and an unevenly distributed pressure is formed in it. In zones with higher pressure, with uniform cooling of the melt, priority conditions are created for the onset of crystallization. In order to implement the method, the rotational speed of the crystallizer is adjusted to obtain, in the peripheral zone of the melt, the pressure necessary to increase its crystallization temperature by an amount equal to the interval of the metastability of the melt.

Description

Изобретение относитс к литейному производству .The invention relates to foundry.

Целью изобретени вл етс повышение качества ответственных, изготавливаемых, например, по выплавл емым модел м отливок .The aim of the invention is to improve the quality of critical, manufactured, for example, by cast models produced by melting.

Повышение качества отливок достигаетс за счет организации направленной кристаллизации расплава, залитого в центробежную форму.Improving the quality of castings is achieved through the organization of directional solidification of the melt, poured into a centrifugal form.

После заливки во враш.аюшуюс форму в расплаве в единичном объеме V массой т, удаленном от оси на рассто ние го-г, формируетс под действием силового пол давление , описываемое выражениемAfter pouring into vrash, the mold in the melt in a unit volume V of mass t, remote from the axis to the distance go-g, is formed under the action of the force field, the pressure described by the expression

,2, 2

,03, 03

Р 7 (),R 7 (),

Ч H

где Y г, Го -where y g, go -

О)ABOUT)

плотность расплава; максимальное и минимальное рассто ни от оси вращени до периферийной зоны; углова скорость враш,ени кристаллизатора .melt density; maximum and minimum distances from the axis of rotation to the peripheral zone; angular velocity vrash, yen crystallizer.

Повышение давлени в расплаве повышает температуру кристаллизации . Зависимость Тк|) от величины давлени в расплаве может быть с любой точностью описана математической модельюIncreasing the pressure in the melt increases the crystallization temperature. The dependence of Tk |) on the magnitude of the pressure in the melt can be described with any accuracy by a mathematical model

(2)(2)

+ |p,-Pi, + | p, -Pi,

ТкTk

где Тк|1 - температура кристаллизации расплава при нормальном давлении; температура кристаллизации расплава при давлении Р.х; коэффициент математической модели зависимости (Рх); давление, развиваемое силовым полем в локальной зоне расплава. Исход из этого, слабо перегретый расплав, будучи помешенным в центрифугу , испытывает усилиеwhere TK | 1 is the crystallization temperature of the melt at normal pressure; melt crystallization temperature at P.x pressure; coefficient of mathematical model of dependence (Рх); pressure developed by the force field in the local zone of the melt. Proceeding from this, the weakly overheated melt, being placed in a centrifuge, is experiencing an effort

F.V Yw%, SF.V Yw% S

градиент которого направлен от оси враше- ни к периферийной части. Это, в свою очередь , формирует в расплаве, в его периферийной части, максимальные усили и давление .the gradient of which is directed from the axis towards the peripheral part. This, in turn, forms in the melt, in its peripheral part, maximum force and pressure.

Поэтому, зна текущую температуру слабо перегретого расплава Т,, можно путем подбора угловой скорости врашени со центрифуги сформировать такое давление Рд, что кристаллизаци начнетс в периферийной- части отливки при температуре Ткр Т, несколько выше Ткр, соответствующей нормальному давлению. Фронт кристаллизации при этом распростран етс без направленного теплоотвода с периферийной области к оси врашени .Therefore, knowing the current temperature of the weakly overheated melt T ,, it is possible by selecting the angular velocity of rotation from a centrifuge to form such pressure Pd that crystallization will begin in the peripheral part of the casting at a temperature Tcr T, slightly higher than Tcr corresponding to the normal pressure. In this case, the crystallisation front propagates without a directional heat sink from the peripheral region to the axis of rush.

Таким образом, выражени (1) и (2) тюз- вол ют в случае слабо перегретого расплава подобрать в зависимости от геометрических размеров отливки (го, г) и начальной температуры Ткр необходимую ско0Thus, in case of a weakly overheated melt, expressions (1) and (2) can be adjusted depending on the geometrical dimensions of the casting (go, g) and the initial temperature Tcr.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

рость врашени кристаллизатора и осу- Ш,ествить направленную кристаллизацию расплава.the growth rate of the mold and to achieve directional solidification of the melt.

Способ осушествл ют следующи.м образом .The method is carried out in the following manner.

Керамическую форму с расплавом стали помешают в стальной футерованный изнутри герметичный после заливки кристаллизатор, причем в качестве опорного наполнител примен ют перегретый расплав олова, имеющий сходную со сталью плотность (заливают расплав типа ВПЛ5ЖС6).A ceramic mold with a steel melt is placed in a steel lined inside a sealed after pouring mold, and a superheated tin melt having a density similar to that of steel is used as a reference filler (melt of type VPL5GHS6 is poured).

В различных экспериментах величину переохлаждени ДТ ( - T°pj принимают равной 0,1 - 1,0°С и в соответствии с этим давление в периферийных зонах расплава подбирают до 600-650 атм (сплав стали имеет р 3,5-10 ), что достигаетс вранхением кристаллизатора со скоростью 1500-6000 об/мин (максимальный диаметр формы с расплавом 400 мм).In various experiments, the supercooling value of the DT (–T ° pj is taken to be 0.1–1.0 ° C and, accordingly, the pressure in the peripheral zones of the melt is adjusted to 600–650 atm (the alloy of steel has p 3.5-10), which is achieved by the crystallization of the mold with a speed of 1500-6000 rpm (maximum diameter of the mold with a melt of 400 mm).

Перегрев заливаемого расплава составл ет 100-150°С.The overheating of the cast melt is 100-150 ° C.

После затвердевани отливка имеет направленную структуру в направлении от периферийной части формы к центру.After solidification, the casting has a directional structure in the direction from the peripheral part of the mold towards the center.

Claims

Invention Formula

The method of centrifugal casting, which includes pouring melt into a rotating mold, characterized in that, in order to increase the quality of castings by ensuring their directional crystallization, the rotational speed of the mold is brought to the pressure needed to increase its crystallization temperature by the amount in the peripheral zone of the melt. equal to the interval "m" of the melt stability, and the interval of metastability is determined from the expression

Tk - 2 ip, PJ,

where Tcr is the melt crystallization temperature at normal pressure; Tcr - temperature of crystallization of the melt at a pressure Px; p is the coefficient of the mathematical model of the dependence Txp (Pk); Px is the pressure developed in the peripheral zone of the melt, and the required pressure is given by

(r-rS),

9

where 7 is the density of the melt; go - maximum and minimum distances from the axis of rotation to the peripheral zone;

w is the angular rotational speed of the mold.