Способ получения отливок из сплавов системы свинец-сурьма

СЭОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 22 О 27/00 И имеющиеристики, ющие выГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1306641, кл. В 22 О 1/00, 1987.Курдюмов А.В, и Пикуров М.В. Литейное производство цветных и редких металлов. М,; Металлургия, 1972; с. 233.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ СВИНЕЦ-СУРЬМА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отливок из доэвтектических сплавов системы Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отливки иэ доэвтектических сплавов системы РЬ - ЗЬ, обладающих повышенными прочностными и пластическими свойствами,Цель изобретения - повышение прочностных свойств доэвтектических сплавов при сохранении их пластических свойств.Способ предусматривает при смешивании составляющих использование доэвтектического и эаэвтектического сплавов в жидкотвердом состоянии при температуре 230 - 350 С и отношении объемов доэвтектического и заэвтектического сплавов 2 - 8 с последующим охлаждением со скоростью 1 - 400 град/с. Такой способ получения отливок позволяет повысить прочностные свойства сплавов при сохранении их пластических характеристик за счет обеспечения в структуре сплавов наряду с.Ы 21 о 591 РЬ - ЯЬ, обладающих повышенными проч.ностными и пластическими свойствами, Цель изобретения - повышение прочностных свойств доэвтектических сплавов при хранении пластических характеристик. Способ достигается путем приготовления расплавов из составляющих доэвтектического и заэвтектического составов, их смешивания, заливки в литейную форму и последующей кристаллизации при охлаждении, при этом составляющие используют в жидкотвердом состоянии, их смешивание ведут после охлаждения до 230 - 350 С при отношении обьемов сплава доэвтектического и заэвтектического составов, равном 2 - 8, а охлаждение в литейной форме осуществляют со скоростью 1 - 400 градУс. первичными кристаллами а-фазы, ми -высокие пластические характ первичные кристаллы Р-фазы, име сокие прочностные свойства.Температура смешивания доэвтектического и заэвтектического сплавов заключена в интервале 230 - 350 С. При температуре ниже 230 С сплавы переходят из жидкотвердого состояния в твердое. Поскольку точность поддержания температуры при использовании стандартного оборудования + 10 С, гарантированное осуществление способа возможно при Тсм м 30 С. При температуре выше 350 + 10 С способ не реализуется, так как доэвтектический сплав переходит в жидкое состояние,Отношение смешиваемых объемов доэвтектического и заэвтектического сплавов 2 - 8. При отношении смешиваемых обье 1659168мов, равном нулю, объемная доля первичных кристаллов а -фазы, обеспечивающихпластические свойства, равна нулю (не получим доэвтектического сплава); сниженияпластичности происходить не будет, когдаобъемная доля первичных кристаллова -Фазы будет не меньше 0,5, т.е, с учетомобъемной доли эвтектики, выпадающей изжидкого расплава свинца и сурьмы при отношении объемов доэвтектического и заэвтектического сплавов, большем 8, объемнаядоля первичных кристаллов Р -фазы мала(не будет. заметного упрочнения),Скорость охлаждения отливок 1 - 400 О/с.При скорости охлаждения менее 1 град/спроисходит растворение избыточных первичных кристаллов 3 -фазы - отсутствуетупрочняющий эффект. При охлаждении соскоростью более 400 град/с возможно пол учение аморфной структуры или состава, крайней неоднородности, что обусловливает снижение пластичности,Кроме того, сама суть способа - получение квазиравновесной структуры, состоящей из равновесных Фазовых составляющих при их неравновесном сочетании,противоречащем равновесной диаграммесостояния, - отличается от известных методов получения отливок,Таким образом, сравнение всех признаков, характеризующих предлагаемыйспособ получения отливок доэвтектическихсплавов системы РЬ - ЯЬ, с известнымиудовлетворяет критерию "существенные отличия",Способ получения отливок осуществляют следующим образом.В один тигель помещают сплавсвинца и сурьмы доэвтектическогд состава(ЯЬ130/о), а в другой - сплав свинца исурьмы заэвтектического состава (ЯЬ13)и нагревают до перевода в жидкотвердоесостояние до 230 - 350 С, Затем осуществляют смешивание содержимых тигелей,переливая жидкотвердый расплав заэвтектического сплава в тигель, содержаьцийжидкотвердый расплав доэвтектическогосостава свинца и сурьмы, и интенсивно перемешивая. Затем осуществляют разливкув литейную форму и охлаждение со скоростью 1 - 400 град/с.Смешивание жидкотвердых расплавовдоэвтектического и заэвтектического составов при последующей кристаллизации приводит к появлению в структуре первичныхкристаллов /3 - Фаз наряду с кристалли-цией а-фазы, что обеспечивает повышение 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 прочностных свойств при сохранении пластичности.Конкретную реализацию способа осуществляли на примере получения отливок из сплавов РЬ - 8/о ЯЬ. Брали чистый свинец (99.999 О) и сурьму, Измельченную механическую смесь РЬ - 5%ЯЬ (температура ликвидуса 355 С) помещали в один тигель, в другой тигель помещали смесь РЬ - 20 ОДЯЬ (температура ликвидуса 360 С), Тигли нагревали до 580 С, Затем температуру снижали до 230 - 360 С и смешивали содержимое обоих тиглей в отношении объемов доэвтектического и заэвтектического сплавов 0 - 10,Полученную отливку - цилиндр диаметром.20 мм, высотой 70 мм - охлаждали с различной скоростью с печью 0,2 град/с на спокойном воздухе 2 - 5 град/с, в воде 400 град/с, Затем готовили шлифы вдоль и поперек образующей цилиндра,Металлографический анализ показал наличие однородной структуры, состоящей из эвтектики ( а+ р ) первичных кристаллов а иР -фаз при реализации предлагаемого способа в соответствии с его режимами.Механические характеристики измеряли на плоских образцах с размером рабочей части 25 хбх 2 мм, изготовляемых из пластин, нарезанных параллельно оси отливки, Результаты измерения механических свойств показали, что реализация данного способа позволяет получить повышенные прочностные свойства при сохранении пластических.Таким образом, способ дает возможность повысить прочностные характеристики доэвтектических сплавов системы РЬ - ЯЬ. Формула изобретения Способ получения отливок из сплавов системы свинец - сурьма, включающий приготовление расплава из составляющих, заливку его в литейную форму и последующую кристаллизацию при охлаждении, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств доэвтектических сплавов при сохранении пластических характеристик, в качестве составляющих используют сплавы доэвтектического и заэвтектического составов в жидкотвердом состоянии, смешивание их ведут после охлаждения до 230 - 350 С при отношении объемов сплава доэвтектического и заэвтектического составов 2 - 8, а охлаждение в литейной форме осуществляют со скоростью 1 - 400 град/с,