Способ получения пористых отливок

О П И С А Й И Е пвввввзИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОР СКОМУ СВИДЕТИДЬС) Дополнительное к авт. свил(22) Заявлено 03 21) 2 9/02 С 22 С 1/08В 22 37 27/10 заявкиприсоединением3) Приоритет Гоаударствеинми иомитет Сомта Министров СССР оо делам изобретений и Рткрмтий, П, Борисов, Ю. В. Моисеев и А ивский Т ститут проблем литья АН Украинской СС -.(54) СПОС УЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ОТЛИ Изобретение относится к металлургиии может быть использовано, в частности,при изготовлении фильтров и иэносостойких или облегченных деталей,Известен способ получения пористыхметаллических мембран, заключающийся втом, что из заготовки, состоящей из основного металла и вспомогательного, последний отгоняется в вакууме при температуре,лежащей ниже температуры плавления основновнаго металла 11.Этот способ сложен для осуществленияи не обеспечивает получения равномернойпористости по всему объему заготовки,так как она зависит от равномерности распределения вспомогательного и основногометаллов по всему объему заготовок.Известен также способ получения псристых отливок из двух компонентных сплавов, заключающийся в том, что сплав заливают в форму, подвергают его направленному эатвердеванию, а затем один иэ компонентов вытравливают 12,Недостатком этого способа .являетсяполучение пьристости в одном направлении. Кроме того, невозможность создания постоянного градиента температур по всемуобъему отливки не позволяет получить равномерную пористость. Недостатком способа является также то, что вытравливаемыйкомпонен не должен содержать примесей,которые вследствие избирательного действиярастворителя остаются в отливке, что приводит к неравномерности физических свойстпо ее сечениям.Целью изобретения является псаучениеравномерной пористости по всему объемуотливки путем удаления жидкой фазы измежкристаллитных -пространств.11 Это достигается тем, что сплав выдерживают при постоянной температуре, лежащей в интервале кристаллизации сплава,а затем прикладывают к нему избыточное давление.Эт Способ осуществляется следующим образом. Сплав заливают в форму и выдерживают его, например, в термостате при температуре, лежащей в интервале кристаллизации сплава, при которой в отливке вы 2 б деляется строго определенное конечное ко 3пичество твердой фазы (не менее 40-50%),образующей во всем объеме отливки кристаллический каркас, Температура, при которой в отливке содержится необходимоеколичество твердой фазы, определяется по 5диаграмме состоянии для сплава, из которого изготавливается отливка, Время выдержки сплавов в термостате до началаприложении давления зависит от массивнос-ти отливки и должно быть дсстаточно для "30выравнивания температуры термостатированиипо всему ее объему. Так, например, дляотливок из алюминиевых сплавов тапщиной20-80,мм время выдержки находится в пределах 6-10 мии. После этого создают иь-1 ббыточное давление в форме или в термостате, под действием которого жидкая фаза вытесняется из межкристаллитных пространствотливки. Давление может быть создано посредством жидкой, газообразной сред или 20электромагнитным полем,В случае необходимости получения литой проницаемой структуры в отдельной части отливки, .термостатируют и вытесняютжидкую фазу из межкристаллитиых прост Иранств только этой части,Величина избыточного давления, накпадываемого на отливку, рассчитывается с учетомтемпературы сплава, при которой из отливки удаляют жидкую фазу. Абсолютное зна- Зчение величины избыточного давления должнобыть на 10-15% меньше давления, при котором происходит разрушение кристаллического каркаса твердой фазы при данной температуре, и рассчитывается по уравнению35Р 2 Н(1)где Р - статическое предельное напряжение сдвига сплава при температуре выдерж Оки, кГс/смН - высота отливки,см;М - радиус отливки, см;К - коэффициент, учитывающий сохранение целостности кристаллического каркаса и равный 0,85-0,9,Значения статического предельного напряжения сдвига для алюминиевых сплавовпри различных температурах определяютсяпо известным диаграммам. 50Пористость отливки или заготовки зависит от типа сплава и количества жидкойфазы, вытесненной из отливки. Абсолютнаявеличина пористости отливки определяетсяпо формуле 55ОТЛ. ТЭ.БЭЛЗЫ рротЛ, (2)где 4 - пористость отливки, %;7 тл- объем отливки, см;Ув - объем твердой фазы в отливке, 60 образовавшейся к моменту вытеснении изнее жидкой фазы, см,Пример осуществления способа. Цилиндрическую отливку высотой 6 см и диаметром 4 см из алюминиевого сплава АЛ 9 получают по предлагаемому способу, Залитуюметаллическую форму помещают в термостато в котором поддерживают температуру585 С. Форму с отливкой выдерживаютпри данной температуре 10 мин, после чего открывают крышку. в нижней части формы и в форме создают избыточное давлние 0,4 кг/см, Пористость отливки сосгтавляет 43,6%,Абсолютную величину избыточного давления рассчитывают по формуле (1), Геометрические размеры отливки известны.,Статическое предельное напряжение сдвигаосплава АЛ 9 при температуре 585 С со, ставпяет 0,08 10 н/м ипи 0,08 кг/см,Коэффициент давления принимают 0,85.Величина избыточного давления по расчету0,408 кГс/см".Разработанный способ изготовления пьристых отливок позволяет в три и .более раз по сравнению с известлыми интенсифицировать процесс изготовления отливок с литой проницаемой структурой со сквозной во всех направлениях и во всем объеме от ливки или отдельных ее частях пористостью не только из двойных, но и многокомпонентных сплавов. Способ позволяет управлять процессом получения пористых отливок при их изготовлении.формула изобретенияСпособ получения пористых отливок из сплавов, преимущественно алюминиевых, кристаллизующихся в интервале температур, включающий заливку сплава в форму, о ч личающийся тем,что,сцелью получения равномерной пористости по всему объему отливки путем удаления жидкой фазы из межкристаллиФных пространств, сплав выдерживают при постоянной температуре, лежащей в интервале кристаллизации, а затем к нему прикладывают избыточное давление, величина которого определяется по формуле , 2 ИИЗБ. Чгде,Р, - величина избыточного давления, кг/см;7 - статическое предельное напряжение сдвига сплава при температуре выдержки, кГс/см;Н - высота отливки, см;Заказ 1624/88 Тираж 766 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4- коэффициент, учитывающий сохранешы целостности кристаллического каркаса,равный 0,85-0,9,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 5 1. Авторское свидетельство М 127410,М. Кл. С 22 С 1/08, 1960. 2, Патент франции % 2 032,50:.1,кл. С 22 С 19/ОО, 1970.