SU1724431A1

SU1724431A1 - Method of making casting mold

Info

Publication number: SU1724431A1
Application number: SU894749602A
Authority: SU
Inventors: Валентин Алексеевич Шевченко; Олег Оисифович Шинский; Владимир Николаевич Карножицкий; Вадим Георгиевич Горенко; Виталий Иванович Московка; Роман Тимофеевич Пикульский
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс , к литейному производству, в частности к технологии изготовлени литейных форм с текстурой на внутренней контакт- ной поверхности формы, и может быть использовано дл лить в форму с направленной кристаллизацией расплава . Целью изобретени вл етс улучшение структуры и свойств отливок за счет повышени интенсивности контактного теплообмена между литейной формой и расплавом. Способ предусматривает изготовление литейной формы из высокотеплопроводных материалов с интенсивностью теплоотвода 8-15 кВт/м2-К, нанесение микрорельефа химическим осаждением металла из паровой фазы или плазменной обработкой , или механической обработкой в виде рисок с рассто нием между двум соседними р дами 0,1-1. мм до концентрации поверхностных дефектов упаковки с плотностью дислокации 10 -106w 2, при этом литейна форма , может, быть изготовлена из меди. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл. (ЛThe invention relates to a foundry, in particular, to the technology of making casting molds with a texture on the inner contact surface of the mold, and can be used to cast into a mold with directional solidification of the melt. The aim of the invention is to improve the structure and properties of castings by increasing the intensity of contact heat exchange between the mold and the melt. The method involves the manufacture of a mold from high-conductive materials with a heat removal rate of 8-15 kW / m2-K, applying a microrelief by chemical deposition of metal from the vapor phase or by plasma treatment or mechanical treatment in the form of scratches with a distance between two adjacent rows of 0.1- one. mm to the concentration of surface packaging defects with a dislocation density of 10 -106w 2, while the mold can be made of copper. 1 hp ff, 1 ill., 1 tab. (L

Description

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к технологии изготовлени литейных форм и текстурой на внутренней контактной поверхности формы, и может быть использовано дл лить в форму с направленной кристаллизацией расплава.The invention relates to foundry, in particular, to the technology of making casting molds and texture on the inner contact surface of the mold, and can be used to cast into a mold with directional solidification of the melt.

Известен способ изготовлени форм, согласно которому дл предупреждени образовани ужимин нанос т взаимно пересекающиес бороздки (проти- воужимна сетка). Литейна форма, полученна известным способом, представл етс собой полость, на горизонтальной части которой нанесены бороздки в виде сетки.There is a known method of making molds, according to which mutually intersecting grooves (an anti-gripe mesh) are applied to prevent the formation of sniffer. The casting mold obtained by a known method is a cavity, on the horizontal part of which there are grooves in the form of a grid.

Однако известный способ не позвол ет предотвратить образование ужимин на боковых поверхност х отливок. Это снижает прочность контактной поверхности формы, так как при формировании сетки на боковых поверхност х полости формы невозможно осуществить прот жку модели, так как при:этом бороздки будут срезатьс .However, the prior art method does not prevent the formation of cobite on the side surfaces of the castings. This reduces the strength of the contact surface of the mold, since it is impossible to pull the model through the formation of the mesh on the side surfaces of the mold cavity, since in this case the grooves will be cut off.

Известен также способ лить в кокиль цинка, согласно которому внутреннюю поверхность формы предварительно подготавливают, подверга ее гравировке дл придани ей текстуры , Далее в кокиль заливают цинк, затем на охлажденную заготовку нанос т один или несколько слоев краски , придающих поверхности отливки декоративный вид.There is also a known method of casting zinc in a chill mold, according to which the inner surface of the mold is preliminarily engraved to give it texture. Then zinc is poured into the chill mold, then one or more layers of paint are applied to the cooled workpiece, giving the surface of the casting a decorative look.

4four

0000

317317

Недостаток известного способа состоит в том, что он позвол ет создать микрорельеф литой поверхности отливки и не позвол ет обеспечить направленную кристаллизацию в поверхностном слое отливки.The disadvantage of this method is that it allows you to create a microrelief of the cast surface of the casting and does not allow for directional crystallization in the surface layer of the casting.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс способ изготов- лени литейных форм, включающий формирование с помощью модели сетки бороздки на верхней поверхности формы , согласно которому дл уменьшени образовани ужимин дополнительно фор- мируют бороздки на боковых поверхност х формы в направлении прот жки модели оThe closest in technical essence and effect to be achieved to the invention is a method for producing casting molds, including the formation of a groove on the upper surface of the mold using a mesh model, according to which grooves on the lateral surfaces of the mold are additionally formed to reduce the formation of teeming LCD models about

Известный способ не позвол ет создать микрорельеф литой поверхности отливки на верхней ее части и не обеспечивает направленную кристаллизацию расплава в поверхностном слое нижней ее части. Кроме того, формированием бороздок на боковых поверх- ност х формы,в направлении прот жки модели снижают прочность контактной поверхности формы за счет отрыва местами сухой корочки от основной массы формы при поступлении металла, т.е„ ее осыпани .The known method does not allow to create a microrelief of the cast surface of the casting on its upper part and does not provide directional solidification of the melt in the surface layer of the lower part. In addition, the formation of grooves on the side surfaces of the form, in the direction of the model, decreases the strength of the contact surface of the form due to the separation of the dry crust from the main mass of the form when the metal enters, i.e., shedding it.

Целью изобретени вл етс улучшение структуры и свойств отливки за счет повышени интенсивности контакт ного теплообмена между литейной фор- мой и расплавом.The aim of the invention is to improve the structure and properties of the casting by increasing the intensity of contact heat exchange between the mold and the melt.

На чертеже представлена схема, по сн юща способ.The drawing shows a diagram explaining the method.

Использование изобретени обеспе- чивает повышение физико-механических свойств литого материала отливки на по сравнению с литьем в фор- му без предварительно нанесенного микрорельефа на ее рабочей поверх- ностиThe use of the invention improves the physicomechanical properties of the cast material of the casting in comparison with casting in a form without a previously applied microrelief on its working surface.

С целью улучшени структуры и свойств отливки используют литейные формы из высокотеплопроводных мате- риалов, например из меди с интенсивностью теплоот вода (8-15 кВт/мг-К), а микрорельеф нанос т в виде рисок химическим охлаждением металла из паровой фазы, плазменной обработкой или.механической обработкой, при это риски нанос т с рассто нием между двум соседними р дами 0,1-1,0 мм ДО концентрации поверхностных дефек0In order to improve the structure and properties of the casting, casting molds of high conductivity materials, for example, copper with heat intensity water (8–15 kW / mg-K) are used, and the microrelief is applied in the form of scratches by chemical cooling of the metal from the vapor phase, plasma treatment or by mechanical treatment, in this case the risks are applied with a distance between two adjacent rows of 0.1-1.0 mm to the concentration of surface defects

ЗH

O 5 O 5

0 0

5 five

0 5 0 5

50 50

14 тов упаковки с плотностью дислокаций (10 :106) м 2.14 packs with a dislocation density (10: 106) m 2.

На схеме показаны рабоча контактна поверхность 1, подготовлен- на путем нанесени микрорельефа, форма 2 из высокотеплопроводного материала, поддон 3, литникова система дл сифонной заливки, расплав 5 заливаемого металла.The diagram shows the working contact surface 1, prepared by applying a microrelief, a form 2 of high thermal conductivity material, a pallet 3, a sprue system for siphon pouring, a melt 5 of the cast metal.

На внутреннюю контактную поверхность 1 формы 2 из высокотеплопроводного материала, например меди, обеспечивающей интенсивность тепло- отвода (8-15) кВт/м -К, нанос т микрорельеф по направлению движени расплава в виде рисок обработки, как показано на чертеже. Такой микрорельеф , получают химическим осаждением металла из паровой фазы, плазменной обработкой или механической обработкой наждачным кругом предварительно зачищенной рабочей поверхности . Установленна на поддон 3 форма контактирует при заливке через литниковую систему 4с расплавом 5. Причем направление рисок, формирующих активированные площадки роста кристаллов, должно совпадать с направлением движени расплава 6 полости формы. На активных площадках вдоль рисок, косых рифлений с размерами 0,1-1,0 мм растут кристаллы колли- неарно контактной поверхности формы.An internal contact surface 1 of form 2 made of highly heat-conducting material, such as copper, which provides heat removal intensity (8-15) kW / m-K, applies a micro-relief in the direction of melt movement in the form of scratches, as shown in the drawing. Such a microrelief is obtained by chemical deposition of metal from the vapor phase, plasma treatment or mechanical treatment with an emery wheel of a previously cleaned working surface. The mold installed on the pallet 3 contacts during pouring through the gating system 4 with the melt 5. Moreover, the direction of the scratches forming the activated areas of crystal growth must coincide with the direction of movement of the melt 6 of the mold cavity. On active sites, along the scratches, oblique corrugations with sizes of 0.1-1.0 mm, crystals grow collinearly on the contact surface of the form.

Образованные таким образом поверхностные микродефекты с плотностью дислокаций (10у-106) снижают энергию активации и соответственно повышают на 2-3 пор дка коэффициент по-, верхностной диффузии атомов из рас плава на поверхность формы.Surface microdefects thus formed with a dislocation density (10y-106) reduce the activation energy and, accordingly, increase by 2-3 times the coefficient of the surface diffusion of atoms from the melt to the surface of the mold.

П р и м е р. Способ осуществл ют при изготовленной литейной формы дл получени отливок компрессорной лопатки высотой 125 мм из сплава ВТ-20Л0 На внутреннюю поверхность 1 формы 2 с измен емой интенсивностью теплоотвода в указанных выше пределах нанос т микрорельефы в виде рисок с рассто нием между двум соседними р дами 0,1-1 мм химическим осаждением меди из паровой фазы. Получают рифлени таким образом, что направление активированных площадок совпадает с направлением движени х расплава вдоль рабочей поверхности формы. Форму заливают сифонной заливкой на поддоне 3 приготовленным расплавомPRI me R. The method is carried out with a casting mold made to obtain castings of a compressor blade with a height of 125 mm of alloy VT-20L0. On the inner surface 1 of form 2 with variable intensity of heat removal, microreliefs in the form indicated above are deposited between two adjacent rows 0. , 1-1 mm by chemical deposition of copper from the vapor phase. The grooves are obtained in such a way that the direction of the activated areas coincides with the direction of movement of the melt along the working surface of the mold. The form is poured siphon pouring on the tray 3 with the prepared melt

через Литниковую систему Ц в течение 2,5 с, что соответствует скорости заливки 50 мм/с. Вдоль рифле- ний контактной поверхности образовываютс кристаллы игольчатой формы, обеспечивающие повышение физико-ме- ханичееких свойств материала отливки на (б б повышаетс с 72 до 95 кг/мм2). .10through the Litovaya system C for 2.5 s, which corresponds to a pouring speed of 50 mm / s. Acicular crystals form along the grooves of the contact surface, which increase the physicomechanical properties of the casting material (b increases from 72 to 95 kg / mm2). .ten

В таблице приведены значени теп- лофизических храрактеристик и свойства структуры литого материала серии отливок в подготовленную с указанным микрорельефом форму с варь- t5 ируемыми по теплопроводности путем присадок материалом меди.The table shows the values of thermophysical characteristics and the structure of the cast material of a series of castings in the form prepared with the specified microrelief with varying thermal conductivity by additives with copper material.

Claims

1. A method of making a mold, comprising forming a micron.

0

five

sixteen

A relief on its working surface, characterized in that, in order to improve the structure and properties of castings by increasing the intensity of contact heat exchange between the mold and the melt, the mold is made of highly heat-conducting materials with a heat removal rate of 8-15 kW.t / m - K, and the microrelief is applied in the form of scratches by chemical deposition of metal from the vapor phase or by plasma treatment or mechanical treatment, while the risks are applied with a distance between two adjacent rows of 0.1-1.0 mm to a concentration above defects of packaging with a dislocation density of 105-106.

2. The method according to claim 1, about tl and h a yu shch and the fact that the mold is made of copper.

The data for casting with conditions close to the known method were obtained experimentally.