Способ центробежного литья отливок

(50 4 В 22 Р 13 00 Фу ",пф ю., ; 1 м АНИЕ ТЕНИ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССР791447, кл. В 22 Р 13/00, 1980. (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ОТЛИВОК(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок центробежным способом. Цель изобретения - повышение качества отливок за счет обеспечения их направленной кристаллизации. Условия для направленной кристаллизации обеспечиваются путем создания в расплаве силового поля центробежных сил, при этом в нем формируется неравномерно распределенное давление. В зонах с более высоким давлением при равномерном охлаждении расплава создаются приоритетные условия для начала кристаллизации, Для осуществления способа скорость вращения кристаллизатора доводят до получения в периферийной зоне расплава давления, необходимого для увеличения температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава.1424952 Формула изобретения 1Изобретение относится к литейному производству.Целью изобретения является повышениекачества ответственных, изготавливаемых,например, по выплавляемым моделям отливок.Повышение качества отливок достигается за счет организации направленной кристаллизации расплава, залитого в центробежную форму.После заливки во вращающуюся формув расплаве в единичном объеме 7 массой пг,удаленном от оси на расстояние го - г, формируется под действием силового поля давление, описываемое выражением(1) где у - плотность расплава;г, го - максимальное и минимальное расстояния от оси вращения до периферийной зоны;со - угловая скорость вращения кристаллизатора.Повышение давления в расплаве повышает температуру кристаллизации Тр. Завихсимость Т.о от величины давления в рас-плаве может быть с любой точностью описана математической модельюТо = Тр + 2 гР, (2) рость вращения кристаллизатора и осуществить направленную кристаллизацию расплава.Способ осуществляют следующим образом.Керамическую форму с расплавом сталипомещают в стальной футерованный изнутри герметичный после заливки кристаллизатор, причем в качестве опорного наполнителя применяют перегретый расплав олова, имеюг 0 щий сходную со сталью плотность (заливают расплав типа ВНЛ 5 ЖС 6) .В различных экспериментах величинуг опереохлаждения ЛТ = (Т. - Т.,) принимак)т равной 0,1 - 1,0 С и в соответствии с этим давление в периферийных зонах расплава подбирают до 600 в 6 атм (сплав стали имеет р = 3,5 10 г см-/мН), что достигается вращением кристаллизатора со скоростью 1500 - -6000 об/мин (максимальный диаметр формы с расплавом 400 мм).Перегрев заливаемого расплава составляет 100 - 150 С.После затвердевания отливка имеет направленную структуру в направлении от периферийной части формы к центру.25о1 где Тко - температура кристаллизации расплава при нормальном давлении;То - температура кристаллизации расплава при давлении Р;- коэффициент математической мо.дели зависимости Тко(Р);Рдавление, развиваемое силовым полем в локальной зоне расплава.Исходя из этого, слабо перегретый , расплав, будучи помещенным в центрифугу, испытывает усилиеГ о)г,гградиент которого направлен от оси вращения к периферийной части. Это, в свою очередь, формирует в расплаве, в его периферийной части, максимальные усилия и давление.Поэтому, зная текущую температуру слабо перегретого расплава Тможно путем 45 подбора угловой скорости вращения о центрифуги сформировать такое давление Р, что кристаллизация начнется в периферийной части отливки при температуре Ткр =- оТ, несколько выше Тко, соответствуюгцей нормальному давлению. Фронт кристаллизации при этом распространяется без направленного теплоотвода с периферийной области к оси вращения.Таким образом, выражения (1) и (2) позволяют в случае слабо перегретого рас.плава подобрать в зависимости от геометрических размеров отливки (го, г) и начальной температуры Тир необходимую ско Способ центробежного литья отливок, включающий заливку расплава во вращающийся кристаллизатор, отличаюигийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет обеспечения их направленной кристаллизации, скорость вращения кристаллизатора доводят до получения в периферийной зоне расплава давления, необходимого для увеличения температуры его кристаллизации на величину, равную интервалу метастабильности расплава, причем интервал метастабильности определяют из выражения То То с",Р.Р,о где Ткр --температура кристаллизации расплава при нормальном давлении; тем пер атура кристалл иза ци и расплава при давлении Рх,коэффициент математической модели зависимости Тр(Р);давление, развиваемое в периферийной зоне расплава, а необходимое давление - из выражения х То -2 Р=уф (г - го)3 2 у где 7 - плотность расплава;г, го - максимальное и минимальное расстояния от оси вращения до периферийной зоны;а - угловая скорость вращения кристаллизатора.