Способ получения отливок из компо-зиционных материалов

Союз Советских Социалистических Республикц 725322 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ви 1)М. Кл. В 22 О 27/О 0255132 присоединением зеяв Государственный комит СССР йо делам изобретений н открытий23) Приор Мо 1ЗВО Опубликовано Зц 0384 Бюллете Дате опубликования описания 3 УДК 6 21. 74,6. А.Э витель нститут физики АН Латвийско(54) СПО ИЦИОНН ЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЭ МАТЕРИАЛОВ(22) Заявлено 011 277 ( Изобретение относитс я к черной и цветной металлургии. и может быть ис" пользовано преимущественно для получения литых композиционных материалов е аниэотропными свойствами и высокой однородностью свойств по всобъему е4В современном машиностроительном производстве для изготовления ответственных деталей применяются литые композиционные материалы с выраженной анизотропией механических и про, чих св ойств .Известен спосо олучения такихериалов, когда кристаллизующую"литьевой форме ксмпоэицию воэствуют магнитным полем с цельюентации внедренной фазы, напримерокон 11).Однако этот способ недостаточно. эффективен, поскольку по мере затвердевания расплава силы, необходимые для ориентации внедренной фазы, резко возрастают, а интенсивность дез" . 25ориентирующих тепловых движений оста" ется еще высокой.Известен также способ полученйя ксипозиционных отливок, когда однозующуюся ксмпозицию магнитного поля через нее пропускают электрический ток. Одновременное воздействие электрического и магнитного полей улучшает ориентирование в недренной фазы в к смпоэицию (2)Наиболее близким по технической сущности являетс я способ получ ени я отливок, включающий воздействие на металл ск реще иными электрич еск им и магнитным полями, с плотностью постоянного электрического тОка более 20 А/см и с индукцией магнитного поля 0,15-0,4 Т 13).ОднакЬ этот способ не позволяет получать слитки с достаточно однородными по всему объему свойствами. Это связано с тем,"чгов участках, где направление пропускаемого через ком" позицию тока -не совпадает с силовыми линиями магнитного поля, происходит перемешивание металлической композиции, разрушающее ориентацию элементов внедренной фазы, При этом в участках с наиболее интенсивным перемешинавием образуется композиция с наиболее иэотропными свойствами и,наоборот, в участках, не подвергшихся иереи:ыиформула изобретения Таким образом, получаемая отливка неодинакова по свойствам, что является большим недостатком для машиностроения.Цель изобретения - повышение однородности свойств по объему отливки.Поставленная цель достигается тем, что через кристаллиэуюшуюся компоэицйю пропускают постоянныйэлектрический ток, совпадающий по направлению с сйловыми ливиями магнитного поля во всем объеме отливки, причем индукция магнитного поля составляет 0,7-1,5 Т, а плотность, постоянного электрического тока - 3-7 А/см.На металлическую композицию, на-. ходящуюся в процессе кристаллизации между температурами. солидна и ликвидуса, воздействуют магнитйым полем с постоянным значением индукции по всему объему. Это достигается. выбором соотношений размеров магнитопровода, 20 полюсных наконечников и формы", в которой происходйт кристаллизацйя. Удвух .противоположных стенок форМы размещают электроды, к которым подводят постоянный электрическйй ток. Воздействие магнитного поля"и"электри- . ческого тока осуществляютдо полного эатвердевания композиции, При выборезначения индукции, меньшего 0,7 Т, а плотности электрического тока,меньшей З 03 А/см, ориентирующего .действия оказывается недостаточно по сравнению"сдезориейтирующим воздействий 4 темпе- ратуры.- Прй выборе жезйачейи"я индук- ции более 1,5,Т, а плотностй тока бо-З 5 лее 7 А/см , резко возрастают потери энергии на создание этих йолей, аэффективность"их воздействия остается практйчески йос:т янной.На чертеже схематичйо представленоустройство, реализующее способ. 40На обмотки 1 электромагнитов подают напряжение. Полюсные наконечники 2 электромагнитов сдвинуты максимально близко для получения йаибольшей индукциимагнитного поля в простраистве между ними. Электроды служатдля подачи на них постоянного напряжения. Электроды 3 размещены в:токонепроводящем кристаллизаторе 4, в кбтором находится смесь 5 металлов в 0жидком состоянии., Размеры полюсныхнаконечников 2 относительно размеров,кристаллизатора 4 выбраны таким образом, чтобы силбвые линии магнитногополя, пронизывакщие смесь металллов,были, практически параллельны, чем достигается однородность магнитного поля внутри кристалпизатора 4. Электроды 3 перпендикулярны силовйм линиямМагнитного поля и равны по площади стенкам кристаллизатора, обращенным ЬОк полюсным нак.онечникам .2, При такихусловиях электрическое полевнутрикристаллизатора практически однородФЛ На ю нфави ъПФГМР При воздействии на смесь мстаплон в кристаллизаторе однородньюл магнитнйм полем с одновременным пропусканием через нее электрического тока Б условиях описанного устройства приводят к тому, что ориентирующее действие полей на внедренную фазу оказывается максимальным. При этом полностью отсутствует эФфект перемешивания расплава.П р и м е р 1, В тсконепроводящую Форму заливают жидкую смесь алюминия с медью (содержание меди 35), перемешивают смесь в течение 10 - 15 мин, После этого смесь подвергают воздействию однородного магйитного поля с напряженностью 1 Т н одновременно пропускают через нее постоянный электрический ток плотностью 5 А/см . Направление тока совпадает с направленйем магнйтных силовых линий по всему объему формы. Воздействие магнитного поля ипропускание тока продолжают до полной кристаллизации металла в течение 20-30 мин.П р и м. е р 2. В токонепроводящую форму заливают жидкую смесь алюминия с титаном с содержанием титана 4, После перемешивания втечение 10-15 мин смесь подвергают воздейст" вию однородного магнитного поля с индукцией 0,8 Т и одновременно пропускают через смесь металлов йостоянный электрический ток плот)алостью б А/см, совпадающий по направлению с направлением силовых линий магнитного поля по всему объему смеси. Воздействие магнитного поля и постоянного"тока продолжают до полного затвердевания металла.П р и м е р 3. В токонепроводящую форму заливают смедь олова с медью при 8-ном содержанйи меди.При сохранений условий пРедыдуших прймеров индукцию магнитного поля устанав.- ливают со значением 1,2 Т, а плотность тока 5 А/см.В результате реализации способа образуется композицня с ярко выраженной анйзотропией механических, электрических и прочих свойств, причем материал оказывается полностью однородным по всему объему получаемой отливки.Использование данного способа ф обеспечивает более выраженную аниэотропию механических, электрических и прочих свойств; большую оцнородность свойств по всему объему отливкн и большую повторяемость указанных. свойств отобразца к образцу, что значительно повышает качество -деталей иэ композиционного металлического сплава. Рплюлб пгпоцдиид сът нйон йъ мги5 725322бпропускание постоянного электричес- ность постоянного электрического токого тока через залитый в литейную ка - 3-7 А/см,.форму композиционный материал и воэ- Источники информации,действие на него магйитным полем, принятые во внимание при экспертизео .т л.и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения однородности 1. Современные композиционные масвойств по объему отливки, постоян- териалы. Под ред. Л.Браутмана иФный электрический ток пропускают с Р. Крока, М Мир , 1970, с. 290,напряжением, совпадающим по направ" 2, Авторское свидетельство СССРлению с силовыми линиями магнитного Р 526443, кл. В 22 Р 27/02, 1974поля, причем индукцию магнитного по О 3, Авторское свидетельство СССРля поддерживают 0,7-1,5 Т а плот- В 423569, кл, В 22 0 27/02, 1972,Составитель Т. Королева Техред М. Петко Коррек Редакт оты Пожо Подписное ного комитета С ений и открытий Раушская наб тираж 889 НИИПИ Государств. по делам изобр 035, Москва, В-З