Способ отделения прибылей от отливок из титановых сплавов

1. Способ отделения прибылей от отливок из титановых сплавов, преимущественно тонкостенных и сложных по конфигурации, включающий простановку в литейную форму титановой наводороженной диафрагмы с центральным отверстием в месте соединения отливки с прибылью и последующее отделение прибыли механическим воздействием, отличающийся тем, что, с целью снижения брака отливок за счет предотвращения их деформации и разрушения и повышения производительности процесса, диафрагму выполняют разъемной, перед отделением прибыли ее снимают с элемента литниково-питающей системы, а механическое воздействие осуществляют вдавливанием пуансонов в образовавшуюся полость с противоположных сторон элемента литниково-штампующей системы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическое воздействие прикладывают в виде ударной нагрузки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, механическое воздействие прикладывают в виде виброударной нагрузки.

Изобретение относится к области литейного производства и может найти применение при изготовлении отливок из тугоплавких, химически активных металлов и сплавов. Преимущественно может быть использовано при отделении прибылей отливок из титановых сплавов.
При изготовлении отливок из титановых сплавов для отделения прибылей используют наиболее часто ацетилено-кислородную резку на воздухе.
Недостатками этого способа являются: большие безвозвратные потери дорогостоящего металла до 5-7% загрязнение металла поверхности реза вредными примесями; кислородом. азотом, углеродом; отсутствие механизации и автоматизации процесса. Кроме того, рассматриваемый процесс отличается экологически вредными условиями из-за интенсивного газовыделения в результате огневой резки химически активного металла на воздухе.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является известный в практике фасонного литья титановых отливок способ, основанный на применении легкоотделяемых прибылей, путем простановки в устье прибыли на границе ее с отливкой разделительной наводороживающей диафрагмы. Применение пережима в прибыли и охрупчивание ее металла водородом дает возможность отделять прибыль от отливки под механическим воздействием в виде изгибающей нагрузки, прикладываемой к прибыли при одновременной фиксации отливки.
Данный способ исключает образование безвозвратных потерь металла и загрязнение его вредными примесями. Однако, при таком способе обрубки отливка также испытывает значительное нагружение под действием изгибающей нагрузки, прикладываемой к прибыли. Поэтому, чтобы исключить деформацию, коробление и разрушение тонкостенных и сложных отливок, к которым относятся титановые фасонные отливки, необходимо использовать специальную технологическую оснастку для строгой фиксации отливки. Это значительно усложняет процесс обрубки и снижает его производительность. Применение рассматриваемого способа обрубки наиболее целесообразно при крупносерийном производстве, а производство фасонных титановых отливок в настоящее время является, в основном, мелкосерийным.
Целью изобретения является снижение брака отливок за счет предотвращения их деформации и разрушения и повышение производительности процесса.
Указанная цель достигается тем, что в способе отделения прибылей от отливок из титановых сплавов диафрагма изготавливается разъемной и перед отделением прибыли ее извлекают из элемента литниково-питающей системы, а механическое усилие прикладывают путем вдавливания пуансонов в образовавшуюся полость с двух противоположных сторон элемента литниково-питающей системы.
В предлагаемом способе для локального охрупчивания металла используется наводороживающая диафрагма с центральным отверстием, которая изготавливается разъемной, в виде двух полуколец. При формировании, охлаждения отливки из диафрагмы выделяется водород. Он охрупчивает металл отливки в заданном сечении, в месте присоединения прибыли к отливке, и одновременно препятствует диффузионному привариванию диафрагмы к отливке. Кроме того, в процессе газовыделения водорода из диафрагмы происходит значительное уменьшение ее линейных размеров до 5- 7% что значительно превышает величину линейной усадки металла отливки при ее формировании, охлаждении до 0,9-1,2% В связи с этим возможно легкое удаление разъемной диафрагмы из отливки при выбивке.
Отделение же прибыли от отливки по охрупченному сечению прозводится под механическим воздействием, прикладываемым путем вдавливания в полость отливки, образуемой диафрагмой, клиновидных пуансонов (см. чертеж). Нагружение осуществляется с помощью пресса или молота. Такая схема приложения механического воздействия позволяет создать растягивающие напряжения только в определенном сечении отливки в локально охрупченном сечении присоединения отливки к прибыли.
Таким образом, предложенный способ отделения прибылей исключает приложение нагрузки непосредственно к рабочему телу отливки и, следовательно, исключается ее коробление, деформация и разрушение.
В связи с этим исключается также необходимость жесткой фиксации отливки в специальных сложных устройствах и приспособлениях. Отливка подается к прессу и удерживается в рабочей зоне с помощью манипулятора. Это обусловливает возможность полностью автоматизировать и механизировать процесс отделения прибылей от отливки и значительно повысить его производительность.
Экспериментальное опробование способа проводили в промышленных условиях при изготовлении отливок из сплава ВТ5Л. Плавку и заливку металла в графитовые набивные формы из смеси СФТ-1 осуществляли центробежным методом в вакуумной плавильно-заливочной установке 833Д. Для питания отливок применяли прибыли диаметром в основании 40 мм и высотой 50 мм. Для локального водородного охрупчивания отливки использовали кольцевую разъемную, из двух полуколец титановую диафрагму толщиной 3 мм с содержанием водорода, равным 0,5% и центральным отверстием 15 мм. Полукольца диафрагмы устанавливались в полость формы при ее сборке в специальные пазы в месте присоединения прибыли к отливке. После заливки и выбивки отливки из формы диафрагму удаляли из тела отливки, и таким образом между отливкой и прибылью образовывалась полость. Механическое воздействие осуществляли с помощью специальной оснастки в виде клиновидных Пуансонов и пресса П6330 мощностью 100 т.
Пуансоны вдавливали в полость между телом отливки и прибылью, образуемую диафрагмой, таким образом создавали растягивающие напряжения в определенном сечении отливки и отделяли прибыль от отливки. Отливка подавалась к прессу и удерживалась в рабочей зоне при отделении прибыли с помощью упора, закрепляемого к станине пресса.
Результаты проведенных испытаний экспериментальных исследований представлены в таблице. При отделении прибыли от отливка по прототипу использовали механическое воздействие в виде изгибающей нагрузки, прикладываемой к прибыли. Ограниченные размеры прибыли обусловливают высокое значение разрушающего усилия, что приводит также к необходимости применения сложной, индивидуальной оснастки для фиксации каждой отливки и предотвращения ее коробления, разрушения. Это резко снижает производительность процесса отделения прибыли при мелкосерийном производстве титановых отливок.
Таким образом, применение предлагаемого способа отделения прибылей исключает возможность коробления и разрушения отливки и позволяет значительно повысить производительность процесса.
Сущность изобретения: для отделения прибыли от отливки под действием механической нагрузки используют разъемную диафрагму с центральным отверстием, которую простанавливают между прибылью и отливкой и снимают с элемента литниково-питающей системы после выбивки отливки. Механическое воздействие осуществляют вдавливанием пуансонов в образовавшуюся полость с противоположных сторон элемента литниково-питающей системы. 2 з.п. ф-лы. 1 табл. 1 ил.