SU789237A1

SU789237A1 - Method of gas pressure casting of aluminium alloys

Info

Publication number: SU789237A1
Application number: SU782698044A
Authority: SU
Inventors: Вадим Васильевич Никитин; Николай Васильевич Володин; Николай Васильевич Шестаков; Татьяна Николаевна Попова
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6930
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1980-12-23

Description

1one

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к литью под газовым давлением.The invention relates to foundry, in particular, to casting under gas pressure.

При литье под газовым давлением заполнение формы расплавом осущест- 5 вл етс через металлопровод установки за счет действи газа, преимущественно воздуха, подаваемого под давлением на зеркало расплава, наход щегос в герметичной камере pj . 10When casting under gas pressure, filling the mold with the melt takes place through the metal pipe of the installation due to the action of gas, mainly air supplied under pressure to the melt mirror in the hermetic chamber pj. ten

Однако при этом происходит окисление поверхности расплава с последующим замешиванием окислов в расплав, приводит к снижению свойств отливок . Дл повышени качества отливок 5 вместо воздуха (рабочего агента) примен ют инертный газ, повышенный расход которого увеличивает себестоимость изготовлени отливок. Кроме трго , с течением времени свойства рас- 20 плава ухудшаютс из-за снижени эффекта рафинировани .However, when this occurs, the surface of the melt is oxidized with subsequent mixing of the oxides into the melt, leading to a decrease in the properties of the castings. In order to improve the quality of castings 5, inert gas is used instead of air (working agent), the increased consumption of which increases the cost of manufacture of castings. In addition to TGO, melt properties deteriorate over time due to a decrease in the refining effect.

Известен также способ лить под низким давлением, который может быть применен и при литье с противодавле- 25 нием, включающий заполнение расплавом емкости, герметизацию объема нет расплавом , подачу рафинирующего газа под давлением в донную часть емкости, заполнение расплаво формы, кристалли- 30There is also known a method of casting under low pressure, which can also be applied when casting with counterpressure 25, including filling the vessel with a melt, sealing the volume not with the melt, supplying the refining gas under pressure to the bottom of the vessel, filling the molten form.

зацию и охлаждение отливки, сн тие давлени газа. Это позвол ет сократить расход рафиЕшрующего газа и производить рафинирование расплава с каждым циклом получени отливкиЩ}.casting and cooling; gas pressure relieving. This makes it possible to reduce the consumption of the refining gas and to make refining of the melt with each casting cycle.

Однако, и в этом случае расход рафинирующего газа значителен, так как определ етс величиной давлени , которое необходимо создать в объеме над расплавом и значительно превышает расход газа, необходимого дл рафинировани расплава.However, in this case too, the consumption of refining gas is significant, since it is determined by the amount of pressure that must be created in the volume above the melt and considerably exceeds the consumption of gas required for the refining of the melt.

Кроме того, -в обоих случа х с течением времени снижаетс качество расплава из-за уменьшени эффекта модифицировани , что ухудшает к.ачество отливок, особенно при литье в неметаллическую форму.In addition, in both cases, the quality of the melt decreases over time due to a decrease in the effect of modification, which degrades the quality of the castings, especially when casting into a non-metallic form.

Цель изобретени - повышение качества отливок.The purpose of the invention is to improve the quality of castings.

Поставленна цель дос игаетс тем, что в поток воздуха через 2-3 секунды после начала его подачи ввод т 1-1,5% от веса отливки рафинирующего вещества и 2-2,5% от веса отливки модифицирующего вещества.The goal is achieved by introducing 1-1.5% of the casting weight of the refining agent and 2-2.5% of the casting weight of the modifying agent into the air flow 2-3 seconds after the start of its supply.

СпосЪб осуществл етс следую1цим образом.The method is carried out as follows.

В обогреваемую емкость установки лить под газовым давлением заливают нерафинированный и немодифицированный расплав материала отливки, собирают форму, сообща объем расплава в печи с рабочей полостью формы при помощи металлопровода, объем над расплавом герметизируют. Затем в донную часть емкости подают под давлением сжатый воздух, который предварительно смешивают с порошком или расплавом 1-1,5% от веса отливки рафинирующих и 2-2,5% от веса отливки модифицирующих веществ . Проход через объем расплава, воздух разогреваетс и увеличиваетс в объеме, создава над расплавом давление , величина которого регулируетс системой сброса. Порошок или расплав рафинирующих и модифицирующих веществ, попада вместе с воздухом в нижние слои расплава, разлагаетс и .вступает во взаимодействие с расплавом , рафиниру и модифициру его. При больших количествах обрабатывающих веществ происходит их перерасход , а также перемодифицирование и перенасыщение рафинирующим газом расплава . При меньшем количестве этих веществ часть объема- расплава дл отливки не обрабатываетс и ухудшаетс качество отливки. В св зи с тем, что смесь воздуха поступает в донную часть емкости, рафинируютс и модифицируютс в первую очередь, нижние слои расплава. Из-за недостатка рафинирующих и модифицирую щих веществ верхние слои не обраба .тываютс . Под действием давлени воздуха .нижние обработанные слои расплава че рез металлопровод заполн ют полость формы и кристаллизуютс . После заполнени полости формы и технологически необходимой выдержки времени подача воздуха прекращаетс , а давление в объеме над расплавом поддерживаетс за счет дальнейшего прогрева воздухаи после кристаллизации отливки системой сброса снижаетс до атмосферного Расплав сливаетс в емкость. После охла;кдени отливки форма разбираетс отливка удал етс и цикл повтор етс С целью снижени расхода рафиниру ющих и модифицирующих .веществ, смеши вани.е их с рабоч-им воздухом производйтс в. конце прохождени через вход ное отверстие металлопровода объема расплава, достаточного дл заполнени полостей дл прибылей, выпоров, проMHJBHHKOB и т.д., расположенных в части формы. Кроме того, необработанные объемы расплава медленнее кp cтaллизyютc , обеспечива питание отливки в течение длительного времени, что позвол ет снизить расход сплава на питающую систему. Прекращение подачи рафинирующих и модифицирующих веществ в рабочий воздух следует производить после прохождени через входное отверстие металлопровода объема расплава, равного объему отливки, что позволит заполн ть литниковую систему необработанным расплавом. Лучшее качество отливок обеспечиваетс при смешивании с воздухом тонкого помола рафинирующих и модифици-рующих веществ с размером частиц 0,01... 0,1 мм. Эти вещества перед подачей в сжатый воздух могут быть предварительно смешаны либо подаватьс раздельно. Дл ускорени обработки расплавов рафинирующими и модифицирующими ве- . щества;ми их предварительно подогревают . В этом случае более рациональна раздельна подача веществ в сжатый воздух, поскольку позвол ет осуществл ть раздельный подогрев рафинирующей соли и модификатора до разных температур. Еще более эффективна обработка расплавами модифицирующих и рафинирующих веществ. В этом случае поток воздуха размельчает их расплав до мелкодисперсного состо ни , и такой смесью производитс обработка расплава материала отливки.- При этом также целесообразна раздельна подача расплавов модифицирующих и рафинирующих веществ в поток воздуха, поскольку эти вещества расплавл ютс при разных температурах. Возможна -подача смеси воздуха с рафинирующими и модифицирующими веществами не в донную часть, а на зеркало расплава. Однако при этом обрабатываютс верхние слои расплава, а дл обработки нижних слоев требуетс увеличение расхода рафинирующих и модифицирующих веществ, применение специальных устройств дл замещиванй их в объем расплава и специальных фильтров дл улавливани - частиц этих веществ при выпуске воздуха из объема над расплавом с целью их последующего использовани . Возможно смешивание воздуха производить с каким-либо рафинирующим газом , причем объем газа должен обеспечива .ть рафинирование объема расплава, равного объему 1,1...2 отливок. Пор док введени газа в воздух такой же как и при введении порошков или расплавов . Однако в этом случае не производитс модифицирование расплава и ухудшаетс качество отливок. Дл устранени указанного недостатка в сжатый воздух совместно с рафинирующим газом можно вводить порошок или расплав модификатора. В зависимости от требований, предъ вл емых к отливке, расплав мож-но только рафинировать или только модифицировать , ввод в него соответствующие вещества. При использовании способа дл лить с противодавлением подачу смеси воздуха с обрабатываиощими веществами производ т лишь в камеру с емкостью дл расплава.An unrefined and unmodified melt of the casting material is poured into the heated tank of the installation under gas pressure, the mold is collected, and the volume of the melt in the furnace with the working cavity of the mold is assembled using a metal pipe, the volume above the melt is sealed. Then, compressed air is fed to the bottom of the tank under pressure, which is pre-mixed with powder or melt 1-1.5% by weight of the casting refining and 2-2.5% by weight of the casting modifying substances. Passing through the volume of the melt, the air warms up and increases in volume, creating a pressure over the melt, the value of which is regulated by the exhaust system. The powder or melt of refining and modifying substances, which, together with air, get into the lower layers of the melt, decomposes and interacts with the melt, the refiner, and modify it. With large quantities of treating substances, they are overrun, as well as re-modifying and oversaturation of the melt with refining gas. With a smaller amount of these substances, part of the melt volume for casting is not processed and the quality of the casting deteriorates. Due to the fact that the air mixture enters the bottom of the tank, the lower layers of the melt are refined and modified first. Due to the lack of refining and modifying substances, the upper layers are not processed. Under the action of air pressure, the lower processed layers of the melt through the metal pipeline fill the mold cavity and crystallize. After filling the mold cavity and the technologically necessary time delay, the air supply is stopped, and the pressure in the volume above the melt is maintained due to further heating of the air, and after the casting is crystallized by the relief system, it drops to atmospheric. The melt is drained into the tank. After the cooling; the casting mold is disassembled, the casting is removed and the cycle is repeated. In order to reduce the consumption of refining and modifying substances, mixing them, including them with the working air, they are produced. the end of the passage through the inlet of the metal line of the volume of the melt sufficient to fill the cavities for profits, flashes, pro MHJBHHKOB, etc., located in the part of the mold. In addition, the raw volumes of the melt are slower than the Kp steel, providing power to the casting for a long time, which reduces the alloy consumption on the feeding system. The termination of the supply of refining and modifying substances into the working air should be done after passing through the inlet of the metal conduit a volume of melt equal to the volume of the casting, which will allow filling the runner system with raw melt. The best quality of castings is provided by mixing refined and modifying substances with a particle size of 0.01 ... 0.1 mm with fine grinding. These substances can be premixed or fed separately before being fed into the compressed air. To accelerate the processing of melts with refining and modifying webs. substances; they are preheated. In this case, a more rational separate supply of substances into the compressed air, since it allows for the separate heating of the refining salt and the modifier to different temperatures. Treatment with melts of modifying and refining substances is even more effective. In this case, the air stream crushes their melt to a fine state, and this mixture is used to process the molten material of the casting material. It is also advisable to separately feed the melts of modifying and refining substances into the air stream, since these substances are melted at different temperatures. It is possible to supply the mixture of air with refining and modifying substances not to the bottom part, but to the melt mirror. However, the upper layers of the melt are processed, and the lower layers require an increase in the consumption of refining and modifying substances, the use of special devices for replacing them in the melt volume and special filters for trapping the particles of these substances when air is released from the volume above the melt. use It is possible to mix air with any refining gas, and the volume of gas must ensure that the volume of the melt is equal to 1.1 ... 2 castings. The procedure for introducing gas into the air is the same as for the introduction of powders or melts. However, in this case, the melt is not modified and the quality of the castings deteriorates. To eliminate this drawback, powder or molten modifier can be added to the compressed air together with the refining gas. Depending on the requirements for casting, the melt can only be refined or only modified by adding the appropriate substances to it. When using the method for casting with back pressure, the mixture of air with processing substances is supplied only to the chamber with the capacity for melt.

П..р и м е p. В емкость установки дл лить под газовым давлением заливают 120 кг расплава алюминиевого сплава марки АЛ2 при температуре . Отливку весом 5,5 кг получают в металлической форме, температура которой составл ет 250-350 0,P..r and e p. 120 kg of AL2 aluminum alloy melt at a temperature is poured into the tank of the installation for pouring under gas pressure. A casting weight of 5.5 kg is obtained in metallic form, the temperature of which is 250-350 0,

В донную часть емкости подают воздух под давлением 0,2 атм в течение 15 сек/ над расплавом давление воздуха поддерживают на уровне 1,5 атм. Через 2 сек после начала подачи воздуха в его поток ввод т 60 г гексахлорэтана и 100 г тройного флюса в течение 11 сек. После выдержки под давлением в течение 40 сек давление над расплавом выравниваетс до атмосферного и через 50 сек форма разбираетс , и отливка удал етс .At the bottom of the tank, air is supplied at a pressure of 0.2 atm. For 15 seconds / above the melt, the air pressure is maintained at 1.5 atm. 2 seconds after the start of the air supply, 60 g of hexachloroethane and 100 g of a triple flux are introduced into its stream within 11 seconds. After soaking under pressure for 40 seconds, the pressure above the melt is equalized to atmospheric and after 50 seconds the mold is disassembled and the casting is removed.

Гексахлорэтан и тройной флЕос предварительно размалывают до размера частиц 0,05 мм, смешивают и подогревают до температуры 40с.Hexachloroethane and triple flameos are pre-milled to a particle size of 0.05 mm, mixed and heated to a temperature of 40 s.

При этом происходит снижение брака отливок по герметичности на 1,5%, по сравнению с изйестным устройством и уменьшение расхода гексахлорэтана и тройного флюса в 10 раз.In this case, there is a decrease in rejects of castings due to tightness by 1.5%, as compared with an excellent device, and a decrease in the consumption of hexachloroethane and a triple flux 10 times.

Таким образом, изобретение позвол ет в 10 раз снизить расход рафинирующего газа, а также повысить качество отливок за счет посто нного модифицировани расплава.Thus, the invention makes it possible to reduce the consumption of refining gas by a factor of 10, as well as to improve the quality of castings by constantly modifying the melt.

Claims

1.Borisov G.P. Some questions of the theory of the process of pouring under low pressure. New in low pressure casting. Kiev, Naukova Dumka, 1971 p. 9-10.

2. Authors certificate of the USSR 522905, cl. B 22 O 27/14, 1975.