UA139635U

UA139635U - Спосіб лиття

Info

Publication number: UA139635U
Application number: UAU201907215U
Authority: UA
Inventors: Валерій Юрійович Шейгам; Володимир Степанович Дорошенко; Адель Георгіївна Пригунова; Леонід Костянтинович Шеневідько; Абди Сайдахматович Нурадинов
Original assignee: Фізико-Технологічний Інститут Металів Та Сплавів Нан України
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-01-10

Abstract

Спосіб лиття, при якому виконують занурення форми з чашею у ванну з металом, витримку до тверднення в ній металу, підйом форми з чашею до рівня контакту дна з дзеркалом розплаву та видалення виливка. Форму з чашею при зануренні та твердненні в ній металу піддають вібруванню.

Description

Корисна модель належить до ливарного виробництва та може бути використана для виготовлення заготівок і виливків із металів і сплавів з високою міцністю та пластичністю для потреб галузей промисловості.

Відомий спосіб лиття (Колобнев И.Ф., Крьімов В.В., Мельников А.В. Справочник литейщика /Цветное литье из легких сплавов. Изд. 2-е переработ. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 416 с.), в якому підготовлений метал заливають в металеву форму. В результаті його кристалізації виливок біля стінок форми має дрібнокристалічну структуру, до якої прилягає зона стовпчастих кристалів, за якою всередині виливка розташована зона рівноважних кристалів. Змінюючи у відомих межах теплофізичні характеристики форми, можна змінювати товщину цих зон, механічні та експлуатаційні властивості виливків.

Недоліком такого способу лиття є те, що одержані виливки, маючи кристали різної форми та розмірів, розміщені пошарово в окремих зонах виливка, що є причиною анізотропії та зниження механічних і експлуатаційних властивостей готових виробів. Це змушує конструкторів орієнтуватись на найнижчі їх значення. Крім того, лиття в металеву форму характеризується великими витратами на ливниково-живильну систему.

Відомий також спосіб одержання виливків (Патент Японії Мо 52-96934, МІК кл 11, во9а20501/02. опубл. 09.02.76 р.) який передбачає занурення форми з чашею у ванну з металом, витримку до тверднення в ній металу, підйом форми з кожухом та видалення виливка.

Недоліком способу є те, що кристалічна структура виливка формується по схемі лиття в металеву форму, а також те, що спосіб не вирішує проблеми забруднення сплаву окисними плівками.

Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб одержання виливків (Авторское свидетельство СССР Мо 931289, МПК В220 23/04, опубл. 30.05.1982 р. Бюл. Мо 20), який передбачає занурення форми з горизонтальним роз'ємом у ванну з металом, витримку до тверднення в ній металу, підйом форми з чашею до рівня контакту дна чаші з дзеркалом розплаву та видалення виливка.

Недоліком такого способу є структурна неоднорідність виливка, яка пов'язана з тим, що після заповнення металом форми, тверднення проходить згідно зі способом лиття в металеву форму, що є причиною структурної неоднорідності виливка, яка притаманна литтю в металеву

Зо форму.

В основу корисної моделі поставлена задача створення способу лиття, в якому шляхом вібрації розплаву в процесі заповнення форми та його тверднення складаються передумови для значного підвищення однорідності структури та її подрібнення.

Поставлена задача вирішена тим, що в способі лиття, який включає занурення форми з чашею у ванну з металом, витримку до тверднення в ній металу, підйом форми з чашею до рівня контакту дна чаші із дзеркалом розплаву та видалення виливка, згідно з корисною моделлю, форму з чашею при зануренні та твердненні в ній металу вібрують. Вібрація форми та рідкого металу в процесі заповнення форми та його твердненні не дозволяє розвиватися зоні стовпчастих кристалів. Сформовані на стінках форми, а також в рідкому металі зародки кристалів в результаті кавітаційних явищ та перемішування розносяться потоками по всьому об'єму розплаву у формі і, таким чином, в зоні, де утворювалися стовпчасті кристали, формується зона рівноважних кристалів.

Моделювання процесу на органічній прозорій речовині (кампфен - 90 90, тетрациклін - 10 Об), температура ліквідус якої складає 45 "С, показало, що при зануренні вібруючої форми у рідку речовину, на струмені, що витікають із ливникових отворів, у формі накладаються збурення, які розбивають струмені на окремі невеликі вихори, які приводять до турбулізації розплаву.

Одночасно з цим при першому ж контакті речовини зі стінками форми на них утворюються та лавиноподібно спадають дрібні кристалики. Дрібні кристалики утворюються також і в об'ємі речовини в результаті розвитку явища кавітації. В результаті цих процесів в об'ємі моделюючої речовини вирівнюються температурні та структурні неоднорідності аж до тверднення кампфену з тетрацикленом у напрямку живильника.

Суть корисної моделі пояснюють креслення. На Фіг. 1 - вихідне положення форми, на Фіг. 2 - змикання та занурення форми, що вібрує, в розплав та тверднення виливка у формі, на Фіг. З - підняття форми до контакту її нижньої частини з дзеркалом розплаву, а верхньої - до зони видалення виливка.

З початку процесу в тигель З з перегрітим розплавом 4 занурюють зібрану форму, що вібрує, яка складається з верхньої півформи 1 та чаші 2, яка нагріта до температури металу.

Діаметр ливникових каналів в дні чаші - 4 мм. У вихідному положенні нижня частина форми у вигляді чаші 2 (Фіг. 1) опущена до торкання з ванною розплаву 4 так, щоб його дзеркало не бо виступало за межі ливниково-живильних каналів 5. Для виконання процесу заливки верхня частина форми 1 опускається до змикання з нижньою, після цього чаша з формою вібрує та одночасно занурюється в розплав (Фігм. 2) на глибину, яка перевищує максимальний вертикальний розмір порожнини форми. В цьому положенні проводиться витримка до закінчення процесу тверднення виливка. Після цього вібрація припиняється і форма піднімається вгору: чаша - до вихідного положення, а верхня частина форми - до зони видалення виливка 7 (Фіг. 3).

Випробування пропонованого способу лиття проводилось на широкоінтервальному алюмінієвому сплаві АК7 (ДСТУ 2839-94). Його температура ліквідус, яка встановлена методом термічного аналізу, складає 616 "С. Для проведення випробування сплав перегрівали до 72076. З метою унеможливлення окислення металу проміжок між чашею та тиглем засипали флюсом 6 Ареал 25 (Фіг. 1). Одержані зразки виливків у розрізах мали рівномірну структуру і забезпечили щільність при зрізі ливарних кірочок.

Таким чином, вібрація форми в процесі заповнення її металом та кристалізації в ній металу гарантовано утворює більшу кількість як зародків, так і мікрокристалів з переважно рівноважною формою. Залежно від геометрії виливка зона стовпчастих кристалів може бути відсутня взагалі або зменшуватись до 8 разів при зменшенні середнього розміру зерна в 3-5 разів.

Claims

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб лиття, при якому виконують занурення форми з чашею у ванну з металом, витримку до тверднення в ній металу, підйом форми з чашею до рівня контакту дна з дзеркалом розплаву та видалення виливка, який відрізняється тим, що форму з чашею при зануренні та твердненні в ній металу піддають вібруванню. х бе знов нн пен нн мн ху Ж дк ща ох ті я її ПА З г. в ря І Е КО и ОК ке «КО З 5 й вач ї І? й й ї ні я я я й Ії: я й о ї ве В ї т У ї хх Ей ок в ОО ЕВ КЗ ща У ще ГЕ і ї Мокумдкюмсюювмютхмкюнкнм ї и КУ та БЕ ї е ЕЕ: й Я З ї Ба ГТД пуд тою нотні

Кк. он нн и и КН Ех ї су й 3 Ст

Ще. х ЕД ЕУШЗ 7. Я и ск нонна нн нн нн МИ. З ях, си, КЗ ня т «Кт Дт Мая Як т нет КЗ ос СС ЛО ОН МК: ей а «и х Є

Фіг.