Способ получения отливок из сплавов системы свинец-сурьма

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 659170 А ю В 2 7 2 ИСДНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ м ливок из заэвтектических сплавов си РЬ - ЯЬ, обладающих повышенными ческими и прочностными свойствам изобретения - повышение пласти свойств заэвтектических сплавов при нении прочностных характеристик, предусматривает приготовление ра из составляющих с перегревом над ратурой ликвидус, их смешивание, ку в литейную форму расплав температуре, превышающей темп ликвидус на 300 - 4000 С, причем ох ние до 230 - 350 С ведут со скорость ,1 град/с, после чего перемешивают, нейшее охлаждение проводят со ско 1 - 400 град/с. вичных кристаллов а-фазы, имеющих высокие пластические свойства.Температуру заливки сплавов поддерживают на 300 - 400 С выше температуры ликвидуса. После заливки в литейную форму при охлаждении со скоростью 0.2 - 1 град/с до температуры 230 - 350 С происходит расслоение первоначально однородного жидкого раствора РЬ - ЯЬ на области доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов из-за различия в атомном весе РЬ и ЯЬ,В известных способах такое расслоение не допускается и с ним борются различными методами. Наибольшая температура нагрева Тл = + 400 С - выше происходит интенсивное газонасыщение расплава, в частности, кислородом, что ухудшает комплекс механических свойств, При температуре нагрева, не превышающей на 300 С температуру ликвидуса, и при охлаждении со скоростью большей 0,2 - 1 град/с не ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1306641, кл. В 22 О 1/00, 1987.Курдюмов А.В, и др. 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 отИзобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения отливок из заэвтектических сплавов системы РЬ- ЯЬ, обладающих повышенными пластическими и прочностными свойствами,Цель изобретения - повышение пластических свойств заэвтектических сплавов при сохранении их прочностных. характеристик.Способ предусматривает эаЛивку в литейную форму расплава при температуре, превышающей температуру ликвидус на 300 - 400 С, затем перемешивание и последующее охлаждение со скоростью 1 - 400 град/с.Такой способ получения отливок из заэвтектических сплавов РЬ - ЯЬ позволяет повысить пластические характеристики при сохранении прочностных свойств за счет обеспечения в структуре сплавов наряду с первичными кристаллами ф -фазы, имеющими высокие прочностные свойства, перпластии. Цель ческих сохраСпособ сплава темпе- залива при ературу лаждею 0,2 - а даль- ростьюуспевает произойти расслоение жидкого расплава РЬ - ЗЬ. Снижение скорости охлаждения ниже 0,2 - 1 град/с приводит к неоправданному удорожанию способа.При охлаждении до температуры ниже 220 С сплав переходит в твердое состояние - получается отливка с неоднородной структурой, так как атом свинца в два раза тяжелее атома сурьмы, у дна отливки будет структура а + эвтектика, промежуточный ,слой - эвтектика, затем слой ф+ эвтектика, Поскольку точность поддержания температуры при использовании стандартного оборудования + 10 С, то гарантированное осуществление способа - получение однородной структуры а+8 + эвтектика, дающей повышение пластичности из-за введения первичных криСталлов пластичной а -фазы при сохранении прочностных свойств, обусловленных наличием первичных кристаллов ф -фазы, - возможно при температуре перемешивания Т 230 С. При Тсм выше 350 С способ не дает увеличения пластичности из-за растворения первичных кристаллов а-фазы.Скорость охлаждения после перемешивания 1 - 400 град/с, При скоростях охлаждения менее 1 град/с происходит растворение неравновесных первичных кристаллов а -фазы - отсутствует эффект повышения пластичности. При охлаждении со скоростью более 400 град/с возможно получение аморфной структуры или ликвационной неоднородности, обусловливающей снижение пластичности,Таким образом, сравнение всех признаков, характеризующих предлагаемый способ получения отливок из заэвтектических сплавов системы РЬ - ЯЬ, с известными удовлетворяет критерию "Существенные отличия".Способ получения отливок осуществляется следующим образом,8 тигель помещают механическую смесь свинца и сурьмы при содержании сурьмы более 13 ф и нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидуса на 300 - 400 С, Жидкий расплав заливают в литейную форму и охлаждают до 230 - 350 С. Затем осуществляют перемешивание, например, механически и последующее охлаждение со скоростями 1- 400 град/с.Конкретную реализацию способа осуществляли на примере получения отливок из сплава РЬ - 40; ЯЬ, Брали чистый свинец (99,999,) и сурьму (99,999). Измельчен ную механическую смесь РЬ - 40 ЯЬ (температура ликвидуса Тл = 400 С) нагревали до 650 - 850 С. Жидкий расплав заливали в медную изложницу цилиндрической формы ф 20 мм, охлаждали до 230 - 360 С.10 Затем осуществляли механическое переме-.шивание и дальнейшее охлаждение с различными скоростями: с печью 0,2 град/с, на спокойном воздухе 2 - ,5 град/с, в воде 400 град/с, Готовили шлифы вдоль образу 15ющей цилиндра и поперек,Металлографический анализ показалналичие однородной структуры, состоящей из эвтектики ( а +ф), первичных кристаллов а и /3 -фазы при реализации данного спо 20 25304050 соба в соответствии с укаэанными режимами. Механические характеристики измеряли на плоских образцах с размером рабочей части 25 хбх 2 мм, изготовленных из пластин, нарезанных параллельно оси отливки. Результаты механических испытаний показали, что способ позволяет получить отливки из эвтектических сплавов с повышенной пластичностью при сохранении прочностных сВОЙстВ,Таким образом, предлагаемый способ дает воэможность повысить пластические характеристики заэвтектических сплавов системы РЬ - ЯЬ при сохранении их прочностных свойств, Это улучшает эксплуатационные свойства отливок и их окончательнуюобрабаты ваемость.Формула изобретенияСпособ получения отливок из сплавовсистемы свинец - сурьма, включающий приготовление расплава иэ составляющих с перегревом над температурой ликвидус, их смешивание, заливку в литейную форму и последующую кристаллизацию при охлаждении, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения пластических свойств эаэвтектических сплавов при сохранении прочностных характеристик, заливку в литейную форму расплава ведут при температуре, превышающей температуру ликвидус на300 - 400 С, охлаждение до 230 - 350 Сведут со скоростью 0,2 - 1 град/с. затемперемешивают, а дальнейшее охлаждениепроводят со скоростью 1 - 400 град/с,