SU364386A1 - Способ получения отливок - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области литейного производства, а именно к получению отливок из цинковых сплавов.

Известен способ получени  отливок преимущественно матриц вырубных штампов из цинковых сплавов, включающий нагрев стержн  (пуансона) до 200-250° С, установку его в форме и заливку расплавом.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  точность отливок и их мала  механическа  прочность из-за того, что, во-первых, температура пуансона, нагретого до 200-ь 250° С, на 190 ч- 140° С ниже температуры кристаллизации цинковых сплавов ( ), вследствие чего расплавленный металл при соприкосновении с более холодным пуансоном мгновенно тер ет жидкотекучесть, а это не обеспечивает ни качества поверхности отливки, ни точного заполнени  по периметру пуансона, особенно у пуансонов сложного контура.

Во-вторых, поскольку температура пуансона (ввиду подогрева) выше температуры формы , кристаллизаци  идет интенсивнее от поверхности формы, что нарушает точность отливки из-за усадки, поводки и других  влений , происход щих при кристаллизации. Предварительный подогрев вместе с пуансоном формы приводит к увеличению продолжительности кристаллизации, что, в свою очередь, вызывает нежелательный рост зерна в отливке , а следовательно, и снижение ее механических характеристик, причем последующа  термообработка отлитой матрицы лишь незначительно улучшает ее механические свойства, зато вызывает ее поводку, снижающую точнссти отливок.

С целью устранени  указанных недостатков и повышени  твердости рабочих участков литых матриц и точности их изготовлени  предлол ен способ, по которому предварительный подогрев пуансона ведут до температуры, превышающей температуру кристаллизации сплава , а после заливки пуансон принудительно охлаждают, например, проточной водой.

Пуансон нагревают до температуры, превышающей на С температуру кристаллизации сплава. Подогретый пуансон закрепл ют в форме. После этого заливают сплав и сразу начинают о.хлаждать пуансон проточ«ой водой в течение 1 - 5 мин. За это врем  заканчиваетс  процесс кристаллизации сплава. После этого пуансон извлекают из отливки, которую перед установкой в штамп шлифуют по поверхност м зеркала и опоры.

Литые матрицы вырубных штампов изготавливаютс  из низкотемпературных цинковых сплавов следующим образом.

Пуансон, изготовленный из легированной инструментальной стали, нагревают до температуры 420-f-450° С. Сталь дл  изготовлени 

пуансона в этом случае необходимо выбирать с учетом нагрева до указанной температуры, поскольку углеродистые инструментальные стали при этих услови х полностью тер ют свои механические свойства (происходит отпуск закаленного пуансона). Наиболее подход щими дл  данного случа   вл ютс  инструментальные легированные стали типа Х12.

Одновременно с подогревом пуансона расплавл ют цинковый сплав. Подогретый пуансон устанавливают в формы перпендикул рно их основанию и закрепл ют в таком положении струбцинкой либо специальным прижимом . После закреплени  пуансона заливают сплав при температуре 420°С. Поскольку температура пуансона выше температуры кристаллизации сплава, жидкий сплав точно копирует контур пуансона по всему периметру . Сразу же после заливки сплавом пуансон начинают принудительно охлаждать проточной водой. Интенсивный отбор тепла от пуансона вызывает отбор тепла у сплава в зоне пуансона , вследствие чего кристаллизаци  сплава идет от пуансона к периферии. Охлаждение пуансона необходимо вести от полного окончани  процесса кристаллизации сплава. При принудительном охлаждении пуансона проточной водой этот процесс заканчиваетс  за 1-5 мин в зависимости от размеров пуансона, отливки и площади их соприкосновени . Поэтому охлаждение пуансона проточной водой следует вести в течение этого времени. Столь быстра  кристаллизаци  сплава приводит к тому, что структура металла получаетс  мелкозернистой , особенно в непосредственной близости от пуансона, где продолжительность кристаллизации минимальна . Структура металла на дериферии гораздо хуже, однако эти участки не  вл ютс  рабочими. Таким образом, за счет принудительного охлаждени  пуансона обеспечиваетс  направленна  кристаллизаци  сплава, что фиксирует размеры отливки по всему периметру соприкосновени  с пуансоном, так -как усадка сплава при кристаллизации идет за счет периферии матрицы. Кроме того.

твердость рабочих участков отлитой таким образом матрицы (ввиду мелкозернистой структуры) получаетс  стабильной и наибольшей . После кристаллизации отливки пуансон следует извлечь из отливки. Целесообразнее всего извлекать пуансон на ручном прессе в гор чем состо нии при температуре не ниже +100° С. Поскольку термический коэффициент линейного расширени  цинковых

сплавов более чем вдвое выше, чем у стали Х12 (27 Х10- мм/град и 12Х10-« мм/град соответственно), то усадка отливки при охлаждении идет быстрее, чем пуансона, и при температуре ниже -|-;100°С пуансон оказываетс 

настолько плотно зажат отливкой (равноценно гор чепрессовой посадке), что извлечение его требует значительных усилий и может привести к повреждению отливки. Извлечение пуансона в гор чем состо нии не представл ет особых затруднений, а дальнейшее уменьшение размеров матрицы при охлаждении после извлечени  пуансона создает естественный припуск на окончательную калибровку готовой матрицы тем же пуансоном после сборки

их в штамп (отливка после извлечени  пуансона шлифуетс  по зеркалу и опоре). Таким образом, за счет точного копировани  контура пуансона при заливке, направленной (от пуансона ) кристаллизации и, наконец, окончательной калибровки, матрицы, изготовленные описанным способом, характеризуютс  повышенной точностью и работоспособностью.

Предмет изобретени 

Способ получени  отливок преимущественно матриц вырубных штампов, включающий нагрев пуансона, установку его в штамп и заливку полученной формы расплавом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности изготовлени  и механической прочности отливок из цинковых сплавов, пуансон нагревают до температуры, превышающей температуру кристаллизации заливаемого расплава, а после заливки охлаждают.