Способ изготовления отливок

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 730462(22) Заявлено 220278 (21) 2583329/22-02 В 22 1) 17/00 В 22 0 27/14 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300480, Бюллетень М 1 бДата опубликования описания 30,04,80(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК Изобретение относится к области литейного производства, в частности к технологическому процессу изготовления отливок.Известен способ изготовления отливок из сплавов в жидко-твердом состоянии, заключающийся в том, что сплав в жидко-твердом состоянии заливается в камеру прессования машины литья;, под давлением или приготавливается 10 непосредственно в камере прессования за счет вращения последней или пуансона, а затем этим сплавом заполняют пресс-Формы 1.Недостатками этого способа явля ются большая трудность (сложность) поддержания требуемой температуры сплава, которая соответствует заданной концентрации твердой Фазы в сплаве к моменту его заливки (запрессов О ки) в пресс-форму, повышенная пористость литых изделий вследствие больших скоростей впуска металла в пресс-форму, намораживание жидко-твердого сплава на стенки тигля и зали вочных ковшей.Известно также устройство для литья частично затвердевших металлов преимущественно под низким давлением, предусматривающее заливку частично эат- щ вердевшего металла из тигля по металлопроводу в литейную Форму 2.Недостатками этого устройства являются намораживание на внутренние стенки металлопровода и тигля частичнозатвердевшего металла и сложностьего удаления иэ металлопровода.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ, заключающийся в том,что жидко-твердый сплав, содержащий30-б 0 твердой фазы, механическимпутем перемешивается в миксере, эачерпывается ковшом и заливается в камеру прессования машины литья поддавлением, после этого эапрессовывается в пресс-форму, где происходитформирование отливки 3,Недостатками данного способа литьяявляются неизбежность тепловых потерь при транспортировке металла из миксера в камеру прессования, сложностьрегулирования в широких пределах скорости заполнения жидко-твердым сплавом литейной формы, возможность образования в сплаве непрерывного кристаллического каркаса после заполнения жидко-твердым сплавом камеры прессования, для разрушения которого необходимы повыаенные усилия прессовани я, и постоянное намораживание жидко-твердого сплава на заливочном ковше, что нарушает постоянство заливаемой в камеру прессования машины литья под давлением дозы сплава.Цель изобретения - повышение качества отливок и обеспечение направленности их затвердевания при формировании.Поставленная цель достигается тем, что дозу жидко-твердого расплава в процессе перемешивания вытесняют иэ металлоприемника с регулируемой скоростью 0,3-12 м/с в литейную форму. При этом 20-70 дозы вытесняют из периферийной зоны металлоприемника, а оставшуюся часть - иэ центральной.Жидко-твердый сплав перемешивают до окончания процесса заполнения фор- мыа 15 В результате того, что первоначальО но 20-70 дозы жидко-твердого сплава вытесняют в форму из периферийной зоны металлоприемника, содержащей повышенную концентрацию твердой фазы за счет действия центробежных сил (которые возникают при перемешивании сплава) в сравнении с центральной зоной, а окончание процесса заполнения формы осуществляют сплавом из центральной эоны металлоприемника, улучшаются условия питания кристал лизующейся отливки создается направленность ее затвердевания.На чертеже изображен продольный разрез устройства для реализации предлагаемого способа. 35В обогреваемый металлоприемник 1, смонтированный в нижней полуформе 2, заливается доза расплава. Нижняя полуформа накрывается верхней полу- формой 3, в центральной части которой установлена механическая мешалка 4. Мешалка выполнена в виде стакана с лопастями 5, расположенными на его внутренней и внешней стенках, и приводится во вращение отдельным приводом (на чертеже не показан), 45После заливки в металлоприемник 1 дозы расплава и смыкания полуформ 2 и 3, сплав перемешивают с помощью мешалки. В процессе перемешивания и по мере снижения температуры спла 50 ва в нем выделяется твердая фаза, которая за счет центробежных сил оттесняется к периферии металло- приемника. При достижении требуемой концентрации твердой фазы в спла- у ве, во внутреннюю полость мешалки по каналу 6 подается газ под регулируемым давлением. В результате этого происходит вытеснение жидко- твердого сплава с регулируемой скоростью в полость 7 формы, где проис ходит кристаллизация отливки. Под действием избыточного давления жидко-твердый сплав вытесняют в Форму первоначально из периферийных зон металлоприемника, содержащих повышен- Я ную концентрацию твердой фазы в сплаве в сравнении с центральными зонами.Окончание процесса заполнения формыосуществляют сплавом из центральныхзон. Во избежание образования непрерывного кристаллического каркаса вжидко-твердом сплаве последний перемешивают до окончания заполнения формы фОпробование способа проводят налабораторной установке. Сплав АЛ 9 при620-630 ОС заливают в подогретый до450 оС металлоприемник. После этогозакрывают форму и сплав перемешиваютмеханической мешалкой, скорость вращения которой составляет 300 об/мин,При достижении перемешиваемым сплавом 585 ОС (это соответствует концентрации твердой фазы в сплаве 45-50),над сплавом создают регулируемое избыточное давление воздухом, котороеобеспечивает скорость заполненияформы 5 м/с. Максимальная величинаизбыточного давления для опытных отливок и указанных температурных режимов не превышает 0,8 ати.Опробование способа изготовленияотливок иэ сплавов в жидко-твердомсостоянии, содержащих 20-50 твердой фазы, показало перспективностьего применения для получения литыхизделий повышенного качества. Применение способа позволяет. заполнятьлитейные формы жидко-твердым сплавом с регулируемой в широких пределах.скоростью, в результате дифференцированного распределения твердой фазыв сплаве при его перемешивании, создать направленность затвердеванияотливок, улучшить условия питаниякристаллизующейся отливки. В результате этого значительно повышаетсякачество литого металла и увеличивается стойкость кокилей,Способ изготовления отливок позволяет повысить качество литых деталей, увеличить в 1,5-2 раза их эксплуатационные свойства, интенсифицировать процесс получения отливокиэ сплавов в жидко-твердом состоянии,Ожидаемый экономический эффект внародном хозяйстве от внедрения предполагаемого изобретения составит 300- 500 тыс. руб. в год.Формула изобретения1. Способ изготовления отливок, включающий механическое перемешивание расплава в металлоприемнике до выделения в нем расчетного количества твердой фазы и заполнение этим сплавом литейной Формы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения качества отливок и обеспечения направленности их затвердевания, дозу жидко-твердого расплава730462 Составитель Н, Науменкошенко Техред Ж.Кастелевич Корректор;Г. Решетн едактор Е,3 Тираж 889 ПИИПИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Эаказ 141 писное 3035 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 н процессе неремешивания вытесняютиз металлоприемника с регулируемойскоростью 0,3-12 м/с в литейную форму, при этом 20-70% дозы вытесняютиз периферийной зоны металлоприемника, а оставшуюся часть - иэ централь-ной. 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что жидко-твердый расплав перемешивают до окончания,процесса заполнения формы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 443721, кл. В 22 Р 17/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРЮ 535134, кл. В 22 Р 17/00 19753. Патент США 9 3954455,кл. 75-134, 197 б.