Способ изготовления армированных отливок

Изобретение относится к литейному производству, э частности к способам изготовления биметаллическихотливок с уплотнительными элементами, и может быть использовано приизготовлении корпусов и другихдеталей трубопроводной арматуры различных конструкций.Известен способ изготовлениябиметаллических отливок с уплотнительными элементами, состоящий впредварительном нанесении эацитногопокрытия, состоящего из ванадияи никеля на уплотнительный элементиз сплава на основе титана, размещения его в литейной форме и заливке расплавом 1 .Недостатком известного способаявляется разрушение зоны сплавленияотливки и уплотнительного элемента.из-за малой толщины этой зоны (эпределах 1 ж) и разности литейныхкоэффициентов температурного расширения материалов отливки и элементапри эксплуатации в условиях постоянных теплосменИзвестен также способ изготовления биметаллических отливок, состоящий в размещении в литейной Формеуплотнительного элемента иэ сплавана основе титана с предварительнымнанесением слоя защитного покрытияметаллом из ряда: цирконий, ниобий,ванадий, молибден и тантал и заливку в Форму расплава 2 .К недостаткам этого способа относится образование температурногозазора между уплотнительным элементом и основой отливки при эксплуатации деталей э условиях переменныхтемператур. Это вызвано значительнойразницей в линейных коэффициентахтемпературного расширения материалов отливки и уплотнительного элемента,а также малой толщиной переходного слоя.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ изготовления армированных отливок, включающий размещение армирующего элемента в литейной Форме, их подогрев, например,до 200-400 С, заливку расплава и пооследующее охлаждение после небольшой.выдержки со скоростью порядкаб С/с подачей охлаждающего агента .к литейной Форме 3,.Однако указаннйй способ не позволяет получить качественной связиметаллов в особенности при изготовлении запорных частей трубопроводнойарматуры.Цель изобретения - улучшение,связи между соединяемыми сплавамии повышение срока эксплуатации от"ливок,указанная цель достигается тем,что согласно способу изготовленияармированных отливок, преимущестэен но запорных частей трубопроводнойарматуры с уплотнительным элементомиз сплава с температурой плавления,меньшей температуры плавления заливаемого расплава, включающем размещение уплотнительного элемента влитейной Форме, их подогрев, заливку раСплава и последующее охлаждение отливки, поверхность уплотнительного элемента, не подлежающую на плавке заливаемым расплавом, передзаливкой последнего покрывают термо-,стойким капиллярно-пористым материалом, преимущественно асбестовымволокном, а охлаждение осуществляют 15 подачей охлаждающего агента к нему.При осуществлении предлагаемогоспособа уплотнительный элемент изсплава, имеющего температуру плавления меньше, чем температура плавления сплава отливки (например, уплотнительный элемент выполнен из.сплава на основе меди), размещается в литейной Форме и заливаетсярасплаэом чугуна, причем перед за ливкой поверхность уплотнительногоэлемента, не обливаемую расплавси 4,теплоизолируют (например, асбестовым волокном, а форму подогреваютдо температуры 350-450 С. Послеокончайия заливки выдерживают 0,52 мин, а затем отливку с уплотнитель.ным элементом охлаждают со скоростью5-20 С/с (например, увлажнениемпредварительно размещенного асбес-,тового волокна), Предварительный З 5 подогрев формы с введением теплоизоляции в течение 0,5-2 мин позволяетрасплавить поверхностный слой уплотнительного элемента, что приводитк его частичному растворению в за- .4 О тэердевающем расплаве, а тем самым,обеспечивает получение переходногослоя требуемой толщины из сплавана основе медь - железо. Наличиетакого переходного слоя тЬлщиной более 1 мм предохраняет от образования температурных зазоров при работе отливки в условиях теплосмен,поскольку влияние разности литейныхкоэффициентов температурного расширения компенсируется этим слоем.На чертеже представлена схемаустройства для осуществления предла"гаемого способа.Уплотнительный элемент 1 помещенв паз, образованный корпусом 2 и дис.ком 3 и заполненный теплоиэоляторомв виде капиллярно-пористого тела,преимущественно, асбестовым волокном 4. Для охлаждения элемента 1после требуемой выдержки подается 6 О вода по трубе 5. Полость Формы б образована корпусом 2, диском 3 и полуФормой 7, имеет литник 8. Крышка 9перекрывает паз, образованный корпусом 2 и диском 3, а также служитдля крепления последних. В корпусе1044423 Характеристикасоединения Наличиетеплоизоля"ции Время тепло-изолированияэлемента,мин Скорость охлаждения от ливки,С/с Наличие температурных зазоров после200 циклов Скорость ,охлаждения уплотнительного элемента,С/с 0,7 Нет 7,0 1,0 Плотное Есть 7,0 1,0 Расплавление элемента 0,3 3,0 1,0 1,0 Трещины 1,0 21,0 1,0 Есть 1,0 Плотное 1,0 60 Тираж 813 Подписное Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 2 предусмотрено отверстие 10 для отвода образующегося пара при ох- лаждении.П р и м е р. В кокиле для отливки диска задвижки, чугунной параллельной устанавливают уплотнительнай элемент в виде кольца из латуни , ЛМцС 58 Т 2-2, предварительно поместив в паэ под кольцо теплоизолятор из асбестового волокна. Форму перед заливкой подогревают до температуры 350-450 С, тем самым обеспечивают .отребуемую скорость охлаждения отливки. Уплотнительный элемент (кольцо) теплоиэолируют сразу после заливки в течение 40 с (благодаря наличию асбестового волокна)а после .истечения этого времени включают подачу воды на асбестовый шнур. Послед.ний, являясь капиллярно-пористым телом, обеспечивает равномерный подвод воды к.поверхности кольца, тем самым обеспоечивает охлаждение со скоюостью 70 С/с. Отливка после охлаждения до 700-800 С извлекается из формы.Скорость охлаждения отливки долж на быть такой, чтобы была обеспечена возможность только подплавления поверхности уплотнительного элемен 1Предлагаемый способ по сравнению с известным отличается тем, что .срок службы увеличивается в 2-3 раза из-за исключения образования температурных зазоров в условиях теплосмен.Предлагаемый экономический эффект от использования предлагаемоголВНИИПИ Заказ 7421/10 та, обливаемой расплавом, а саматемпература отливки за это время.не должна понижаться ниже 1050 С,опоэтому производится подогрев формыдо температуры 350-450 С. Теплоизоляция уплотнительного элемента сразу.после окончания заливки необходимадля обеспечения подплавления поверхности элемента, обливаемой расплавом и его частичного растворения в 1 О залитом расцлаве, а последующее быстроеохлаждение не допускает полногорасплавления уплотнительного эле мента. Этии иобусловлено требуемоевремя теплоизоляции уплотнительного 15 элемента. При времени теплоизолирования менее 0,5 мин не успеваетпроизойти подрастворение расплавов,а при времени теплоизолированияболее 2 мин происходит расплавлениеэлемента. При дальнейшем охлаждениискорость охлаждения менее 5 С/с приводит к полному расплавлению уплотнительного элемента а скоростьболее 20 С/с ведет к возникновению 25 трещин в переходной зоне, В таблице приведены, примеры реализации способа с различными пара"метрами технологического процесса. способа на единицу продукции равен.0,5 руб, ориентированная потребностьнародного хозяйства в продукции,производимой способом . - 800 тыс.шт,при этом ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа в максимальномобъеме составляет 800 тыс,руб.