Claims (3)
Однако нагрев твердой вставки за счет перепуска металла приводит к повышенному его расходу, а также не всегда достигаетс требуемое качество перехсдиого сло , так как процессы растворени и диффузии в подплавл емом слое вставки при небольшом металлостатическом давлении протекают с малой интенсивностью. Цель изобретени - повышение качества и ускорение образовани переходного сло с уменьшением расхода металла при получении биметаллической отливки. Поставленна цель достигаетс тем, что перепуск металла осуществл ют циркул цией расплава в литейной форме с установленной в ней твердой вставкой. Циркул цию расплава в форме и кристаллизацию биметаллической отливки ведут при избыточном давлении. До подплавлени поверхностного сло вставки циркул цию расплава ведут при разности избыточного давлени на входе и выходе литейной формы 0,,5 ати. Затем уменьшают разность давлений до 0,01-0,05 ати и циркул цию осуществл ют до образовани на поверхности твердой вставки сло затвердевшего металла толщиной 5-15 мм. После чего на входе и выходе литейной формы создают равные давлени 0,3-0,5 ати, и кристаллизуют отливку, не снима давлени . Разность давлений в начальный период в 0,4- 0,5 ати вл етс оптимальной величиной, интенсифицирующий процесс подплавлени поверхностного сло вставки. Превышение этой разности давлений приводит к чрезмерному перемешиванию металлической ванны и усложн ет технологический процесс изготовлени отливки. Меньша величина разности давлений снижает производительность технологического процесса и затрудн ет циркул цию расплава в непро гретой форме, особенно в начальный момент , что может привести к остановке потока расплава и браку отливки. Разность давлений 0,01-0,05 ати при намораживании сло металла на твердую заготовку обусловнена тем, что при меньшем давлении поток расплава останавливаетс , а при большем затруднено наращивание сло металла ввиду превышени вносимого расплавом тепла над отводимой формой. Толшина сло 5-15 мм, образовавшегос на поверхности твердой заготовки обуславливаетс тем, что она не должна преп тствовать питанию отливки при выдержке ее под давлением на заключительном этапе ее получени - при кристаллизации. Ввиду определенной неравномерности намораживаемого сло по направлению движени расплава получение толшин менее 5 мм нецелесообразно . Получение толщин, превышаюших 15 мм, удлин ет технологический процесс получени биметаллической отливки , и так же перестает быть полезным в соответствии с поставленной целью. На чертеже приведена схема установки дл реализации способа. Предлагаемое устройство оснащено двум магнитодинамическими установками, ванны с расплавом которых соединены желобом . Тверда заготовка 1 расположена в литейной форме 2 с полостью, З.дл напра.вки . Полость формы двум металлопроводами , нагнетающим 4 и противодействующим 5, соединена с каналами 6 и 7 магнитодинамических плавильно-заливочных установок МДН-6, жидкометаллические ванны 8 и 9 соединены желобом 10. Процесс заплавки осуществл етс подачей сплава из ванны 9 в полость 3. При этом полость 3 заполн етс и избыток сплава сливаетс в металлопровод 5, а затем через канал 7 поступает в ванну 8 и из нее по желобу 10 в ванну 9, а затем через канал 6 по металлопроводу 4 снова в полость литейной формы. Дл создани избыточного давлени сплава в полости 3 после заполнени формы в металлопроводах 4 и 5 однОвременно создаютс давлени соответственно 0,6 ати и 0,1-0,2 ати. При этом сплав движетс в форме под избыточным давлением , равным разности давлений на входе и на выходе литейной формы. Измен давление в металлопроводе 5, можно из- , мен ть скорость движени сплава и давление в форме. После подплавлени поверхности заготовки 1 уменьшают скорость движени сплава за счет увеличени давлени в металлопроводе 5 до 0,55-0,59 ати, намораживают слой 11 наплавл емого сплава толщиной 5-10 мм, затем создают в металлопроводе 5 давление, равное давлению в металлопроводе 4, после чего движение сплава прекращаетс , и отливка кристаллизуетс под избыточным давлением 0,6 ати. После окончани процесса кристаллизации в обоих металлопроводах сбрасывают дав ление, и отливку извлекают из формы. Поскольку процесс происходит под избыточным давлением как при движении направл емого металла, так и при последующей его кристаллизации, улучшаетс качество переходного сло по всей направл емой поверхности . Металлографические исследовани поназывают , что отливки, полученные по предлагаемому способу, имеют диффузионный переходный слои на lOOvo плоЩади направл емой поверхности, а наплавленный слой, закристаллизовавшийс при совместном воздействии потокасплава и избыточ«ого давлени , имеет металлокристалдичес- «е строение. Механическа прочность на разрыв образцов, вырезанных из отливки перпендикул рно поверхности наплавки на 20-25% выше, чем из образцов, полученных по существующему способу. На экономический эффект положительно вли ет уменьшение расхода металла в 2-3 раза за счет того, что наплавл емый металл многократно циркулирует через полость формы по замкнутому контуру. При этом пропускаемый через форму металл расходуетс только на формирование отливок в отличие от известного способа, где металл , прошедший через форму, выливаетс в ковш. Повышаетс выход годного до 90- 95%, так как кристаллизаци наплавл емого металла происходит в таких же услови х , как при литье под электромагнитным давлением. Улучшаетс структура сло наплавл емого металла, примыкающего к переходному слою, за счет его кристаллизэпии под действием потока сплава. Ожидаемый экономический эффект из расчета, например, лить тракторных поршней составит 90 тыс. р. в год за счет уменьшени расхода металла в 2-3 раза и повышени выхода годного до 90-95%. Формула изобретени Способ получени биметаллической отливки , включающий установку твердой вставки в форму и заливку ее расплавом металла другого химического состава с перепуском расплава по поверхности вставки, отличающийс тем, что, с целью повышени качества и ускорени образовани соединени вставки с заливаемым металлом преимущественно за счет сплавлени , перепуск осуществл етс циркул цией расплава через форму, на входе и выходе которой создают разность давлений 0,4-0,5 ати до подплавлени поверхности твердой вставки , затем снижают разность давлений до 0,01-0,05 ати и циркул цию расплава ведут до образовани твердого сло металла толщиной 5-15 мм, после чего циркул цию прекращают созданием равных давлений на входе и выходе формы, преимущественно 0,3-0,5 ати, и кристаллизуют отливку , не снима давлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лакедемонский А. В. Биметаллические отливки. М., «Машиностроение, 1964, с.48- 52, 81-91. However, heating of the solid insert due to metal bypass leads to increased consumption, and the required quality of the oversize layer is not always achieved, since the processes of dissolution and diffusion in the submerged layer of the insert with a small metalostatic pressure proceed with low intensity. The purpose of the invention is to improve the quality and accelerate the formation of a transition layer with a decrease in metal consumption in the preparation of bimetallic castings. This goal is achieved by the fact that the metal bypass is carried out by circulating the melt in a mold with a solid insert installed in it. The melt circulation in the mold and the crystallization of the bimetallic casting are carried out at an overpressure. Prior to melting of the surface layer of the insert, the melt is circulated at a difference in overpressure at the inlet and outlet of the mold 0,, 5 MPa. Then, the pressure difference is reduced to 0.01-0.05 atm and the circulation is carried out until a layer of solidified metal with a thickness of 5-15 mm forms on the surface of the solid insert. Then, at the inlet and outlet of the mold, equal pressures of 0.3-0.5 atm are created, and the casting crystallizes without relieving the pressure. The pressure difference in the initial period of 0.4-0.5 api is the optimal value, which intensifies the process of melting the surface layer of the insert. Exceeding this pressure difference leads to excessive mixing of the metal bath and complicates the manufacturing process of the casting. A smaller pressure differential reduces the productivity of the process and makes it difficult for the melt to circulate in unheated form, especially at the initial moment, which can lead to a halt in the melt flow and cast rejects. The pressure difference of 0.01-0.05 bar when the metal layer is frozen on a solid workpiece is caused by the fact that at lower pressure the melt flow stops and at greater pressure the build-up of the metal layer is difficult due to the excess of heat introduced by the melt over the withdrawn form. The thickness of the layer of 5–15 mm formed on the surface of a solid billet is due to the fact that it should not interfere with the feeding of the casting while holding it under pressure at the final stage of its production — during crystallization. Due to a certain non-uniformity of the frozen layer in the direction of the melt, obtaining thicknesses of less than 5 mm is impractical. Obtaining thicknesses greater than 15 mm lengthens the bimetallic casting process, and also ceases to be useful in accordance with the intended purpose. The drawing shows an installation diagram for implementing the method. The proposed device is equipped with two magnetodynamic installations, the baths with the melt of which are connected by a chute. Solid billet 1 is located in a mold 2 with a cavity, Z.dl forward. The cavity of the form is connected by two metal conductors forcing 4 and opposing 5, connected to channels 6 and 7 of the magnetodynamic melting and casting plants MDN-6, liquid metal baths 8 and 9 are connected by a chute 10. The smelting process is carried out by feeding the alloy from bath 9 to cavity 3. At the same time the cavity 3 is filled and the excess alloy is drained into the metal conduit 5, and then through the channel 7 enters the bath 8 and from it along the channel 10 into the bath 9, and then through the channel 6 through the metal conduit 4 again into the cavity of the mold. To create an overpressure of the alloy in the cavity 3 after filling the mold in the metal lines 4 and 5, pressures of respectively 0.6 atm and 0.1-0.2 atm are created at the same time. Here, the alloy moves in a mold at an overpressure equal to the pressure difference at the inlet and at the exit of the mold. By varying the pressure in the metal conduit 5, it is possible to change the speed of movement of the alloy and the pressure in the mold. After the surface of the workpiece 1 is melted down, the rate of movement of the alloy is reduced by increasing the pressure in the metal conduit 5 to 0.55-0.59 atm, impede the layer 11 of the alloy to be deposited 5–10 mm thick, then a pressure is created in the metal conduit 5 equal to the pressure in the metal conduit 4 after which the movement of the alloy ceases, and the casting crystallizes under an excess pressure of 0.6 MPa. After completion of the crystallization process, pressure in both metal pipes is released and the casting is removed from the mold. Since the process takes place under excessive pressure, both during the movement of the guided metal and during its subsequent crystallization, the quality of the transition layer improves over the entire guided surface. Metallographic studies suggest that the castings obtained by the proposed method have diffusion transition layers on the lOOvo area of the guided surface, and the deposited layer, which crystallizes under the combined effect of the alloy flow and the excessive pressure, has a metallographic structure. Mechanical tensile strength of specimens cut from a casting perpendicular to the surface of surfacing is 20–25% higher than that of specimens obtained by the existing method. The economic effect is positively influenced by a reduction in metal consumption by a factor of 2-3 due to the fact that the weld metal repeatedly circulates through the mold cavity in a closed loop. In this case, the metal passed through the mold is spent only on the formation of castings, in contrast to the known method, where the metal that has passed through the mold is poured into the ladle. The yield increases to 90-95%, since the crystallization of the deposited metal occurs under the same conditions as in the casting under electromagnetic pressure. The structure of the deposited metal layer adjacent to the transition layer is improved due to its crystallization under the action of the alloy flow. The expected economic effect from the calculation, for example, cast tractor pistons will be 90 thousand rubles. per year by reducing the consumption of metal by 2-3 times and increasing the yield to 90-95%. The invention of a method for producing a bimetallic casting, including placing a solid insert in a mold and pouring it with a melt of a metal of a different chemical composition with melt by-pass over the insert surface, characterized in that, in order to improve the quality and accelerate the formation of a joint between the insert and the cast metal, mainly due to alloying the bypass is carried out by circulating the melt through the mold, at the inlet and outlet of which create a pressure difference of 0.4-0.5 atm until the surface of the solid insert is melted, then The pressure difference is up to 0.01-0.05 atm and melt is circulated until a solid metal layer is 5-15 mm thick, after which the circulation is stopped by creating equal pressures at the inlet and outlet of the mold, preferably 0.3-0.5 oil, and the casting is crystallized, not relieving pressure. Sources of information taken into account in the examination 1. A. Lakedemsky A. Bimetallic castings. M., “Mechanical Engineering, 1964, pp.48- 52, 81-91.
2.Св ткин Б. К. и Болотов А. Н. Способ производства отливок с дифференцированными свойствами. М., НИИМАШ, 1972, с. 3-10. 2.Sv tkin B. K. and Bolotov A. N. Method of production of castings with differentiated properties. M., NIIMASH, 1972, p. 3-10.
3.Авторское свидетельство СССР № 350580, кл. В 22 D 19/02, 1970.3. USSR author's certificate number 350580, cl. In 22 D 19/02, 1970.