SU789238A1

SU789238A1 - Gas pressure casting method

Info

Publication number: SU789238A1
Application number: SU782699420A
Authority: SU
Inventors: Сергей Макичевич Варьян; Владимир Дмитриевич Белов; Георгий Залманович Иткин; Николай Васильевич Шестаков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6930; Предприятие П/Я А-3141
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-12-23

Description

Изобретение относится к литью под газовым давлением, преимущественно к литью'под низким давлением и с противодавлением легкоокисляющихся расплавов.The invention relates to injection molding under gas pressure, mainly to injection molding under low pressure and with back pressure of easily oxidizable melts.

В известных способах литья под газовым давлением алюминиевых и других легкоокисляющихся расплавов в герметичной обогреваемой емкости с раздаточным тиглем создается избыточное давление газообразного агента, под действием которого происходит заполнение формы и кристаллизация отливки. В качестве газообразного агента используется сжатый воздух или защитный газ [1] .In known methods of gas-pressure molding of aluminum and other easily oxidizable melts in an airtight heated container with a dispensing crucible, excessive pressure of the gaseous agent is created, under the action of which the mold is filled and the casting crystallizes. As a gaseous agent, compressed air or shielding gas is used [1].

Однако, при использовании сжатого воздуха происходит интенсивное окисление, охлаждение, насыщение расплава газами и замешивание в него окислов, что приводит к снижению качества отливок. При использовании защитного газа усложняется конструкция литейной установки и удорожается процесс получения литейной заготовки. 25However, when using compressed air, intense oxidation, cooling, saturation of the melt with gases and mixing of oxides into it occurs, which leads to a decrease in the quality of castings. When using shielding gas, the design of the foundry installation is complicated and the process of obtaining a casting blank becomes more expensive. 25

Известен также' способ литья, включающий заполнение расплавом тигля в обогреваемой камере, помещение на зеркало расплава поплавкового поршня, герметизацию камеры, создание давле2 ния воздуха в ней и заполнение расплавом формы через металлопровод, кристаллизацию отливки и снятие давления воздуха ^2^J .A casting method is also known, which includes filling a crucible with a melt in a heated chamber, placing a float piston on the melt mirror, sealing the chamber, creating air pressure in it and filling the mold with a melt through a metal wire, crystallization of the casting and relieving air pressure ^ 2 ^ J.

•Недостатки способа заключаются в том, что полностью не устраняется охлаждение расплава, насыщение его газами и неметаллическими включениями из-за наличия на зеркале расплава 10 не защищенных поверхностей. Кроме этого, при использовании указанных способов, эффект обработки приготовляемого расплава флюсами с течением времени снижается.• The disadvantages of the method are that the cooling of the melt, its saturation with gases and non-metallic inclusions due to the presence of 10 unprotected surfaces on the melt mirror are not completely eliminated. In addition, when using these methods, the effect of processing the prepared melt with fluxes decreases over time.

<5 Цель изобретения - повышение качества отливок.<5 The purpose of the invention is to improve the quality of castings.

Указанная цель достигается тем, что после заполнения тигля расплавом материала отливки, на его зеркале на20 водят слой гранул огнеупорного материала, пропитанных расплавом рафинирующих и модифицирующих флюсов, толг щиной 5-300 мм со средними размерами гранул 1-70 мм. Вследствие подвижности гранул и образования слоя расплавленного флюса, обеспечивается изоляция расплава материала отливки от воздействия воздуха. Слой расплавленного флюса, который образуется .на 3Q зеркале расплава материала отливки в результате контакта гранул с последним, способствует улучшению структуры отливок.This goal is achieved by the fact that after filling the crucible with the melt of the casting material, a layer of granules of refractory material impregnated with a melt of refining and modifying fluxes with a thickness of 5-300 mm with an average granule size of 1-70 mm is introduced onto its mirror for 20. Due to the mobility of the granules and the formation of a layer of molten flux, isolation of the molten material of the casting from exposure to air is ensured. The layer of molten flux that forms on the 3Q mirror of the molten material of the casting as a result of the contact of the granules with the latter helps to improve the structure of the castings.

Кроме этого, для повышения эффективности рафинирования и модифицйрования, гранулы огнеупора периодичес;ки замешивают в расплав материала отливки.In addition, to increase the efficiency of refinement and modification, the refractory granules are periodically mixed into the melt of the casting material.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В тигель заливают расплав материала отливки и на его зеркале наводят слой гранул легкого огнеупорного материала, пропитанных в течение 10-60 минут расплавом рафинирующих и модифицирующих флюсой. Наведение гранул может быть осуществлено, например, насыпкой гранул непосредственно на зеркало расплава, либо предварительным помещением гранул на дно тигля с последующим их всплытием после заливки в него расплава.The melt of the casting material is poured into the crucible and a layer of granules of light refractory material impregnated with a melt refining and modifying the flux is induced on its mirror for 10-60 minutes. The granules can be guided, for example, by pouring granules directly onto the melt mirror, or by first placing granules on the bottom of the crucible with their subsequent ascent after pouring melt into it.

Предельные средние размеры гранул огнеупора (1-70 мм) и толщину их слоя (5-300 мм) выбирают исходя из размеров конкретного тигля. Для уменьшения вероятности соприкосновения сжа-^5 того воздуха с расплавом,в защитном слое целесообразно использовать гранулы огнеупоров различных размеров. Границы интервалов устанавливаются следующим образом:при среднем размере эд гранул менее 1 мм происходит отделение значительной части гранул от их слоя при подаче в емкость сжатого воздуха из-за большой парусности их; при среднем размере гранул в слое свыше 70 мм, при толщине слоя менее 5 мм не обеспечивается эффективная изоляция поверхности расплава от воздействия воздуха; толщийа слоя более 300 мм приводит к снижению полезного объема тигля.The maximum average size of the granules of the refractory (1-70 mm) and the thickness of their layer (5-300 mm) are selected based on the size of a particular crucible. To reduce the likelihood of contact of the compressed air with the melt, it is advisable to use granules of refractories of various sizes in the protective layer. The boundaries of the intervals are set as follows: with an average size of ed granules less than 1 mm, a significant part of the granules is separated from their layer when compressed air is supplied to the container due to their high windage; with an average granule size in the layer of more than 70 mm, with a layer thickness of less than 5 mm, effective insulation of the melt surface from air is not ensured; a layer thickness of more than 300 mm leads to a decrease in the useful volume of the crucible.

Затем емкость с расплавом герметизируют и в герметичном объеме создают избыточное давление воздуха, под действием которого расплав через металлопровод заполняет форму и происходит кристаллизация отливки. После сброса давления воздуха избыток жидкого расплава стекает в тигель. . При • охлаждении отливки до технологически необходимой температуры, ее извлека- эд ют из формы, форму собирают и цикл изготовления отливки повторяется.Then, the container with the melt is sealed and an excess air pressure is created in the sealed volume, under the influence of which the melt fills the mold through the metal wire and the casting crystallizes. After the air pressure is released, excess liquid melt flows into the crucible. . When the casting is cooled to the technologically necessary temperature, it is removed from the mold, the mold is assembled and the casting manufacturing cycle is repeated.

.Гранулы огнеупорного материала, пропитанные флюсом, при контакте с рарплавом материала отливки прогреваются и на зеркале расплава образуется слой жидкого флюса..Granules of refractory material impregnated with flux, upon contact with the raplav of the casting material are heated and a layer of liquid flux forms on the melt mirror.

Обновление гранул, непосредственно контактирующих с расплавом, происходит в результате их перемещения относительно друг друга при. периодическом понижении уровня расплава в тигле во время заливки его в форму.The renewal of granules directly in contact with the melt occurs as a result of their movement relative to each other at. periodically lowering the level of the melt in the crucible during pouring it into the mold.

Для повышения- эффективности рафинирования и модифицирования периодически производят замешивание гранул огнеупора в глубинные зоны расплава, в зависимости от требований, предъявляемых к отливкам. При этом обеспечивается более полное обновление слоя огнеупоров, непосредственно контактирующих с спекание гранул расплавом и предотвращаетсяTo increase the efficiency of refinement and modification, the refractory granules are kneaded periodically into the deep zones of the melt, depending on the requirements for castings. This ensures a more complete renewal of the layer of refractories directly in contact with the sintering of the granules by the melt and is prevented

После нижнего уровня, производится заливка в него новой порции расплава. Гранулы ’ Огнеупора заменяют новыми в случае зарастания их пленкой окислов и снижения рафинирующе-модифицирующих свойств.After the lower level, a new portion of the melt is poured into it. Refractory granules are replaced with new ones in case they are overgrown with a film of oxides and a decrease in refining-modifying properties.

В изобретении допускается применение, как предварительно обработанного, так и необработанного флюсами расплава.The invention allows the use of both pre-processed and unprocessed flux melt.

Пример. В емкость с предварительно насыпанными в нее гранулами ₍ графита размерами 7-30 мм, пропитанных флюсом (40% NaCE + 15% КСИ + + 45% NaF) в течение 35 минут при температуре 720-730°С, заливают 150 кг расплава АЛ9. На поверхности расплава образуется слой огнеупора толщиной 40-45 мм. Режим литья под низким давлением происходит при давлении воздуха 1 атм, температуре металлической формы 250-280°С, температуре расплава АЛ9 720~730°С. Изготавливают отливку весом 2,5 кг с толщиной стенок до 15 мм.Example. 150 kg of AL9 melt are poured into a container with granules previously poured into it ₍ 7-30 mm graphite, impregnated with flux (40% NaCE + 15% CSI + + 45% NaF) for 35 minutes at a temperature of 720-730 ° C. A refractory layer with a thickness of 40-45 mm is formed on the surface of the melt.The low-pressure casting mode occurs at an air pressure of 1 atm, a metal mold temperature of 250-280 ° C, an AL9 melt temperature of 720 ~ 730 ° C. A casting weighing 2.5 kg wall thickness up to 15 mm.

В предложенном способе отсутствуют неметаллические включения, модифицированная структура имеется в отливках как в начале, так и в конце забора расплава из тигля, при этом средние значения механических свойств возросли - предел прочности Ggc 19 до 21 кг/мм², относительное удлинение S с 4,0 до 4,3%, твердость НВ с 55 до 60 кг/мм , брак по негерметичности снизился с 4,5 до 2%.In the proposed method, there are no non-metallic inclusions, a modified structure is present in castings both at the beginning and at the end of the melt intake from the crucible, while the average values of mechanical properties have increased - tensile strength Ggc 19 to 21 kg / mm ² , elongation S from 4, 0 to 4.3%, HB hardness from 55 to 60 kg / mm, leakage rejection decreased from 4.5 to 2%.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество отливок за счет уменьшения газонасыщенности расплава; ко45 личества в нем неметаллических включений И снизить брак в 1,5 раза.The proposed method allows to improve the quality of castings by reducing the gas saturation of the melt; the amount of non-metallic inclusions in it And reduce the marriage by 1.5 times.

достижения расплавом в тиглеachievement melt in the crucible

Claims

1. Urazbayev B.K. and others. Some2. -Avtor's certificate of the USSR

hand dynamics of the process of pouring under No. 530747, cl. B 22 O 27/14, 1975.