Способ определения скорости кристаллизации механических расплавов в газопроницаемых формах

О П И -А НИЕ3 ОБЕ ЕН ЙЯ К АВТОРСЖОМУ СВИДИЯЛЬСТВМ Союз СоветскмхСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет рстоекный амотетсссрлам кзооретенн открытой Опубликоваио 25. 02. 79. Бюллетень % .772) Автори изобретения Рыбальченко, НА. Сторожук ашов раматорский науч технологический пьский и проектноиностроення Заявитель о-исслепова нститут м СПОСОБ ОПРЕ КРИСТАЛЛ ИЗАВ ГАЗОПРО ЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИ ИЦАЕМЫХ ФОРМАХ ПЛА ВО кой формы, заливку жидкого металла и создание через необходимый промежуток времени давления 5 - 20 кг/мм, превышающего сопротивление затвердевшего слоя металла, к моменту приложения давления охлаждение, выбивку, разрезку, шлифование и микроанализ (серный отпечаток). По границам измельченного зерна на серном отпечатке определяют толщину затвердевшей корочки металла 2.Однако такой способ применим только для отливок, залитых в металлические форСложность определенчя скорости кристаллизации при этом методе связана с не- обходимостью шлифовки, отливки после резки, снятия серного отпечатка. Недостаточно высокая точность метода обусловлена сложностью определенияграницы затвердевшего слоя по измельченным зернам видимых нечетко на серном отпечатке.Цельскоростиизготовлшение сп/Изобретение относится к литеиному производству и может быть использовано при экспериментальных исследованиях для определения скорости затвердевания металлических отливок,.изготавливаемых в песчаных, металлических или комбинированных формах.Известен способ определения скорости кристаллизации отливок, включающий подготовку форм, их заливку расплавленным металлом, выдержку в течение определенного времени, слив остатка жидкогометалла с последующим замером толщины оставшейся корочки 1.Недостатком этого способа является низкая его точность, Граница выливания не совпадает с границей полного затвердевания (изотермы солидус) . Возникает необходи мость заливки большого количества форм для выявления скорости кристаллизации в течение всего цикла затвердевания.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам является способ определе 20 ния скорости кристаллизации отливок, заливаемых в металлические формы под давлением, включающий подготовку металличесзобретения - обеспечение замера кристаллизации отливки в формах, иных из любого материала, унрссоба и повышение точности замера.354045 55 Это достигается тем, что экспериментальную форму устанавливают в герметическую камеру с крышкой, где ее заливают, Через заданный промежуток времени форму в камере подвергают кратковременному вакуум ированию. При этом на поверхности затвердевшего слоя металла по всей высоте отливки образуются мелкие газовые раковины, Затвердевшую отливку разрезают и по цепочке газовых ракбвин, расположенйых па раллельно стенке отливки, определяют тол шину затвердевшего слоя в заданные моменты времени.Преимушество предлагаемого спссоба заключается в том, что он дает возможность судить о скорости затвердевания отливок, изготавливаемых в экспериментальных формах из любого материала. Слой затвердевшего металла через заданный промежутоквремени отчетливо ограничен цепочкой газовых раковин.На фиг. 1 изооражена форма для заливки, 2 О . общий вид; на фиг. 2 - разрез пробы после заливки и выбивки.Подготовленная формаустанавливается в герметичной камере 2, Форма заливается металлом 3. Зеркало металла засыпается теплоизолируюшей смесью 4, Крышка 5 герметично закрывает кожух 6. К штуцеруподключается вакуумный насос. Штуцер 8 соедичяет камеру с атмосферой.Через заданный промежуток времени при помощи вакуумного насоса в камере создает- ЗО ся разряжение и на затвердевающей корочке по всей высоте отливки начинают образовываться и расти газовые раковины 9. После кратковременного вакуумирования камеры она при помощи штуцера 8 соединяется с атмосферой.Для определения толщины затвердевшего слоя металла в другие промежутки времени вакуум в камере создается повторно,чередование вакуума и атмосферного давлений в камере дает зону плотного металла и полосу газовых раковин, хорошо видимых невооруженным глазом после резки отливок на пиле без шлифовки и травления,Скорость затвердевания определяют путем замера толщины плотного металла до границы образования цепочки газовых раковин, а в дальнейшем между ними. Цепочки газовых раковин образуются вследствие того,что при вакуумировании залитой формы давление растворенных в металле газов становится больйе внешйего равного" металлостатическому давлению и атмосферному Пример. Требуется определить скорость затвердевания бтливки цилиндра диаметром 100 мм и высотой 200 мм из стали марки 35 Л в форме, изготовленнойиз жидкостекольной смеси.Дляопределения скорости затвердевания заданной отливки изготовлено три одинаковых формы. Формы изготавливают в опоках диаметром 200 мм из жидкостекольной слеси . с последующей прока,лкой при температуре 900 С в течение 1 часа. Заливка форм производится в камере диаметром 300 мм, подключенной к ьакуумному насосу После заливки прибыль засыпается перлитом и камера герметически закрывается крышкой. При помощи вакуумного насоса в камере создается разряжение, и отливка подвергается кратковременному вакуум ированию в течение 20 сек через 2 и 7 мин от окончания заливки формы.После охлаждения и выбивки отливок они разрезаются на пиле. При визуальном осмотре разрезанных на пиле отливок в продольном направлении обнаружены у каждого края разреза параллельно стенкам отливок по две линии четко обозначенных цепочек мелких газовых раковин.В поперечном разрезе они просматриваются в виде концентрических окружностей на, расстоянии 2, 3 и 4, 5 мм от края отливок, Этот пример убедительно показывает возможность определения скорости затвердевания отливок, залитых в любой форме (песчано-глинистой, металлической и др.). При этом обеспечивается большая точность определения скорости затвердевания при минимальных затратах времени и технологических средств. Предлагаемый способ прост, отпадает необходимость в шлифовке образцов и их микроанализе, что сокращает время, а следовательно, и стоимость изготовления образцов. Благодаря расположению газовых раковин, образующихся при вакуумировании в виде четких линий, просматриваемых визуально, достигается большая точность определения скорости кристаллизации отливок,Применение способа возможно на любом заводе и в исследовательских лабораториях. Для его осуществления необходима лишь герметичная камера, подключенная к вакуум-насосу,Простота, доступность и высокая точность описываемого способа определения скорости затвердевания отливок позволит получить без особых затрат данные по скоростй затвердевания отливок в зависимости от материала формы, марки металла, температуры заливки и толщины отливок. Наличие таких данных позволит, например, при поверхностном легировании регулировать толщину легированного слоя, а следовательно, расход легируюших материалов. Кроме того, имея такие данные, можно с большой точностью определить время выдержки отливок в форме, благодаря чему снизчть брак отливок по холодным трещинам и расход металла на прибыли.648338 Формула изобретения Составитель Г. Лебедевехред О. Луговая Корректор ираж 944 Подписно Кравчен РедаЗака ор С. Суркова41/11ПНИИПИпо113055, Мфилиал ППП ого комитета СССРеннй и открытийРаушская иаб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектна Государственн елам изоорет осква, Ж.35, Патент, г. Способ определения скорости кристаллизации металлических расплавов в газопроницаемых формах, включающий заливку формы расплавом, импульсное воздействие на него давлением, охлаждение и последующую резку полученной отливки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, упрощения и повышения точности анализа, форму перед заливкой помещают в герметичную камеру, а воздействие давлением осуществляют вакуумированием.Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе1. Гуляев Б. Б.Литейные процессы. М-Л., Машиностроение, 1960, с. 161.2. Авторское свидетельство СССР203164, кл, В 22 Э 23/00, 1966.