Способ получения отливок

(21) 32774 (22) 24.04 (46) 15.07 (72) В, С, (71) Макеев 5/2 81,83. Бюл. М 2Шклярский инженерно-ст роительный ЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИ 8 ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬС ут53) 621.746.58 (088.8)56) 1. Авторское свидетельство СССИ 458388, ил. В 22 Э 27/02, 19. (64)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТНЖ из металла, вкаочающий заливрасплава в электрически изолирован электропроводную литейную форму, кьталлизацию металла и извлечение отливки, о т л и ч а в щ и й с я тем, что,с целью улучщення механических свойствотливок путем электризации металла,литейную форму заземляют, после ее заливки над зеркалом металла размещаютэлектрод и подают на него электрический ток постоянного высокого напряжения,отключают заземление, после чего нреирашают подачу электрического тока, а перед извлечением отливки из литейкой формы вновь включают ее заземление.25 Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использовано при получении отливок из электропроводных материалов, в том числе черныхи цветных металлов, 5Известен способ электрофиэическоговоздействия на кристаллизацию металлас целью повышения механических свойствотливок, заключающийся в воздействиина металл, залитый в электрически изолированную электропроводную литейнуюформу, высокочастотными импульсамиэлектрического поля, с последующейкристаллизацией и извлечением отливки 1 .5Недостатком данною способа является значительный расход электроэнергии,что удорожает производство отливок,Крома того, удлиняется процесс производства отливок, так как в металле 20. при пропускании тока выделяется джоулево тепло, а необходимо для затвердввания отводить тепло фазового перехода,Белью изобретения является улучшение механических свойств отливок путем электризации металла,Указанная цель достигается тем чтосогласно способу получения отливок,Включающему заливку расплава в элвктрически изолированную электропроводную 30литейную форму, кристаллизацию метадла и извлечение отливки из, кокиля, ли+твйную форму заземляют, после ее заливки над зеркалом металла размещаютэлектрод и подают на него электрпчвс 35кий ток постоянного высокого напряжения, отключают заземление, после чегопрекращают подачу электрического тока,а перед извлечением отливКи из литейной формы ВКОВь Включают ев заэемле 40ние.При этом происходят следующие процессы:уменьшается поверхностное натяжениерасплава по законуб =оЖ Ж 145огде ОЖ - поверхностное натяжение вотсутствии внешней электризации;С- удельная электроемкость двойногоэлектрического слоя на поверхности жидкого металла;- электрический потенциал уединенного проводника;уменьшается работа образованиязародыша, а следовательно, увеличивается число зародышей и уменьшается их 55критический размер, Это приводит куменьшению размера зерна и к ускорению кристаллизации, так как при обраэовании мелкозернистой структуры большая часть энергии фазового перехода(эатвердевания) расходуется на образование зерен Н при равных условиях отвода тепла с поверхности отливки затвердевания ускоряется,На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемогоспособа.Устройство включает электропроводную форму (кокиль) 1 с расплавленнымметаллом (отливкой) 2, заземление 3кокиля 1 включается ключом 14, Источник высокого напряжения (ИВН) через ключ К одним полюсом соединенс электродом 4 расположенным надзеркалом металла 2,Перед заливкой металла кокиль заземляют с помощью ключа К , Послеокончания заливки металла с помощьюключа К на электрод 4, расположенный вблизи поверхности металла 2 (нарасстоянии, исключающем непосредственный контакт электрода и металла, втом числе пробой диэлектрика), подаютнапряжение от ИВН. Если на электрод 4подан, например, положительный заряд д,то в электрически нейтральной проводящей системе металл и кокиль внутренниезаряды разделяются так, что вблизиэлектрода на поверхности металла возникает отрицательный заряд такой жевеличины фа на противоположнойстороне на литейной форме - положительный заряд +ф . Поскольку кокильзаземлен, положительные заряды с негостекают в землю, После этого отключают .ключом К напряжение на электроде 4, при этом металл остается заряженным отрицательно. Как указано,электростатическое поле в процессе фазового перехода (кристаллизации) металла взаимодействует с собственнымиэлектрическими полями зародышей и приводит к образованию отливок с мелкозернистой и более равномерной структурой.После окончании кристаллизации перед извлечением отливки иэ формывновь заземляют кокиль с помощью ключа К 4 . Это обеспечивает электрическуюнейтрализацию отливки и формы, что необходимо по условиям охраны труда литейщиков.Предлагаемый способ литья применим для любых элвктропроводных форм - кокилей из металла, графита и т,п, для любых электропроводных отливок метал3 10284 лов и сплавов, графита и плавленного магнезита и т.п однако между отливкой и формой должен существоватьэлектрический контакт что всегда наблюдается на практике йри любых красках, Электрод 4 может быть помещен у любой открытой поверхности отливки, выпара или литниковой системы. Предлагаемый способ получения отливск может бычь использован как на одиночных ли тейных формах или кокильных станках) так и в серийном производстве, в том числе литейных машинах и.конвейерах, Управление ключами К.и Е может быть автоматизировано, .и с помошью 15 одного источника высокого напряжения можно зарядить все отливки после наполнения литейной формы, так как время зарядки не превышает нескольких секунд (времени срабатывания ключей Ки К ),20Иэ-за утечки заряда с поверхйости отливки через воздух электрическое поле вокруг нее уменьшается и через некоторое время воздействия становится неэффективным. Длительность эффектив- Г у 5 22ного воздействия зависит от проводимости окружаюшей среды, т.е.влажности воздуха в цехе, времени года и т.п, В экспериментах по данному изобретению она сохранялась до 0,5 ч, При производстве крупных отливок, затвердевающих длительное время, электризация может быть повторена указанным способом необходимое число раз.оОпытная проверка способа полученияотливок показала, что структура полученных отливок более мелкозернистаяс равномерным распределением фаэ иинтерметаллических включений. Механические свойства металла повышаются8-10 о Таким образом, предложенный способ получения отливок прост и эффективен, применим как в индивидуальном,так и в массовом производстве, поддается автоматизации и обеспечиваетбезопасные условия труда, а потомуможет найти широкое применение в промышленности,Заказ 4855/9 Тираж 813ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Т. КоролеваРедактор С, Тимохина Техред М.Гергель Корректор О, Тигор