SU791447A1 - Способ центробежного лить отливок - Google Patents

Description

изобретение относитс  к области , питейного производства, в частности к изготовлению отливок центробежным способом. Известен способ центробежного лить , заключающийс  в том, что металл заливают во вращающуюс  форму и затем провод т последующее снижение скорости вращени  по мере затвердевани  отливки. Скорость вращени  формы уменьшают до степени, соот ветствующей уменьшению гравитационного коэффициента на 20-30% на внеш ней поверхности отливки, а по дости жении температуры солидус на внутре ней поверхности отливки скорость вр щени  литейной формы уменьшают до степени, соответствующей дополнител ному уменьшению гравитационного коэ фициента еще на 25-35% на внешней поверхности. Это уменьшает вли ние вибрации, способствует образованию гор чих трещин в отливке Ij Недостатком этого способа Явл етс  то, что при его использовании линейна  скорость вращени  формы имеет большую величину и в результа этого развиваютс  большие центробеж ные силы, которые привод т к образо . ванию пригара на наружной поверхнос ти отливок, при использовании стержней из песчаноглинистых смесей и преждевременному выходу из стро  металлических форм. Кроме того, рассматриваэм й способ не обеспечивает повышение плотности внутренних слоев металла отливок, всплывание на внутреннюю поверхность неметаллических включений, серы и фосфора, не позвол ет снизить на внутренней поверхности отливок уровень остаточных напр жений или получить сжимающие напр жени . Целью изобретени   вл етс  разработка способа центробежного лить  отливок, обеспечивгиощего уменьшение пригара при использовании песчаных форм, увеличение стойкости металлических изложниц, повыиение плотности внутренних слоев отливок, улучшение микроструктуры металла и получение сжимающих напр жений на внутренней поверхности отливок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что заливку первой порции метёшла, соответствующей по весу 5-12% от общего веса отливки, провод т с секундной скоростью 0,6-8,0 кг/с в форму, вращаиощуюс  с линейной скоростью на внутренней ее поверхности .

2,2-4,6 м/с, а при заливке остальной части меташла линейную скорость вращени  формы увеличивают, например по линейному закону, до величины 5,2-9,1 м/с и заливку провод т с секундной скоростью больше первоначальной на 15-30&.

Известно, что при использовании песчаных форм благодар  наличию капилл рного давлени  жидкого металла в межзерновом пространстве формы образуетс  металлизированный пригар Если песчаные формы используютс  дл  центробежного лить , то центробежные силы складываютс  с капилл рными и величина пригара увеличиваетс  тем больше, чем больше скорость вращени  формы.

При использовании металлических форм в зависимости от скорости вращени  измен етс  кинетика образовани  и расширени  зазора между отливкой и металлической формой. Чем раньше образуетс  зазор и чем быстрее он увеличиваетс , тем до более низкой температуры прогреваетс  поверхность кокил  и тем больше увеличиваетс  его стойкость. Зазор образуетс  благодар  усадке охлаждающейс  отливки.Его образование наступает тем раньше, чем меньше скорость вращени  формы.

Если учесть, что в процессе образовани  пригара участвует только поверхностный слой металла, получаемый в результате заливки первой порции в форму, то становитс   сным что заливку первой порции металла необходимо проводить в форму, вращающуюс  с оптимальной скоростью.

Вес металла первой порции должен находитьс  в пределах 5-12% от общего веса отливки. Обычно это соответствует припуску металла на наружной поверхности отливок на механическую обработку.

Если вес первой порции металла меньше 5,0%, то на поверхности формы не образуетс  сплошной слой металла, поэтому вли ние скорости вращени  на процесс образовани  пригара или на стойкость металлических форм оказываетс  не полным. В то же врем , если вес первой порции металла больше 12,0%, то толщина сло  металла оказываетс  такой, что дгшьнейщее ее повышение не оказывает вли ни  на процесс проникновени  металла в межзерновое пространство, т.е. на процесс образовани  пригара.

Исследовани  показывают, что оптимальна  секундна , скорость заливки первой порции металла в форму находитс  в пределах 0,6-8,0 кг/с. При заливке ее со скоростью, превышающей 8,0 кг/с, наблюдаетс  разбрызгивание металла, и могут образовыватьс  корольки, а при уменьшении скорости заливки меньше 0,6 кг/с могут образоват ьс  неслитины и полосчата  стртура металла по сечению стенок отливок .

Большое вли ние на процесс образовани  пригара, кинетику образовани  зазора между формой и отливкой и раст жение наружных слоев затвердевающего металла оказывает скорость вращени  формы. Если линейна  скорость вращени  формы на внутренней ее поверхности меньше 2,2 м/с, то на внутренней поверхности отливки по вл етс  дождевание, которое приводит в большинстве случаев к браку отливок. При увеличении линейной скорости вращени  до величин, больш 4,6 м/с, сила центробежного давлени  на жидкий металл оказываетс  достаточной дл  продавливани  металла в межзерновое пространство, и наступает образование пригара.

Дп  повышени  плотности внутренних слоев отливок, yлy ПIleни  микроструктуры металла и получени  сжимащих напр жений на внутренней поверхности отливки необходимо увеличить линейную скорость вращени  формы и секундную скорость заливки формы металлом.

Увеличение линейной скорости вращени  форм в процессе их заливки до 5,2-9,1 м/с, например по линейному закону, позвол ет в значительной степени удалить на внутреннюю поверхность отливки серу и фосфор, при этом часть отливки, обогащенна  этими элементами, входит в припуск на механическую обработку.

Пру заливке форм, вращающихс  в конечный момент с линейной скорость меньше 5,2 м/с, второй порцией металла , подаваемой в форму с секундной скоростью, меньшей Q,12 кг/ улучшени  микроструктуры металла по сечению стенок отливок не наблюдаетс . В то же врем  при увеличении линейной скорости вращени  форм до величин, превышающих 9,1 м/с, происходит значительное раст жение под действием давлени  жидкого металла наружных затвердевших слоев отливки, и после окончательного затвердевани  внутренние слои отливки имеют раст гивающие напр жени .

При увеличении скорости заливки до величин, превышающих 9,6 кг/с, в процессе заливки наблюдаютс  выбросы металла из формы, что недопустимо по технике безопасности.

Проверку предложенного способа центробежного лить  отливок проводЛи на отливках гильз, кокилей и других заготовок, изготовл емых центробежным способом в,песчаные стержни и в металлические формы с теплоизол ционным покрытием. Параметры технологического процесса изготовлени  отливок центробежным способом , используемые в проводимьис исследовани х, приведены в таблице.

В таблице приведены данные полу ценные при изготовлении чугунных заготовок размером 365 мм, 1(,и 300 мм и L 380 км. Химический состав чугуна.был следующий, вес.%: 3,26-3,41 углерода, 1,97-2,06 кремни , 0,86-0,68 марганца, 0,16 фосфора и 0,05 серы. Температура saливаемого чугуна находилась в пределах 1360-1375 С.

Из таблицы видио, что отливки, изготовленные по техиологии с обоэначением I и П, соответствуют способу центробежного изготовлени  отливок , вз тому в качестве прототипа, по технологии с обозначением ГГ перва  порци  металла заливаетс  в форму, вргццающуюс  с меньшей линейной скоростью, чем в предлагаемом способе, и втора  порци  металла заливаетс  с большей секундной скоростью . По технологии с обозначением X перва  порци  металла заливаетс  с большей секундной скоростью, и втора  порци  металла заливаетс  в форму ,- вращамцуюс  с большей линейной скоростью, чем предусмотрено предлагаемом способом лить .

По технологии с обозначением IV-IX все параметры лить  соответствуют предлагаемому способу.

Полученные данные показывают,что

предложенный способ центробежного лить  отливок позвол ет уменьшить пригар при использовании песчаных форм, увеличить стойкость металлических изложниц с 2600 до 4350 залиВОВ , повысить плотность внутренних слоев отливки с 6,82 до 6,93 г/см улучшить микроструктуру металла, получить сжимающие напр жени  на внутренней поверхности отливок и

Claims (1)

1. повысить анти икционные свойства металла . 13 79 Формула изобретени  Способ центробежного лить  отлиБОК , включающий порционную заливку жидкого металла во вращающуюс  форму, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  пригара песчаных форм, увеличени  стойкости изложниц , повышени  плотности внутренних слоев металла, улучшени  микроструктуры металла и получени  сжимающих напр жений а внутренней поверхности отливки, заливку первой порции металла (5-12% от общего веса отливки) производ т со скоро714 стью 0,6-8,0 кг/с в форму, вращаемую с линейной скоростью на внутренней ее поверхности 2,2-4,6 м/с, а при заливке остальной части металла линейную скорость- вргиаени  увеличивают по линейному закону до величины 5,2-9,1 м/с и заливку производ т с секундной скоростью на 15-30% больше первоначальной . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 421424, В 22 О 13/00, 1972.