Способ обработки металлических расплавов

О П И С А Н И Е749547ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 23.07.80. Бюллетень М 27 пЬ делам иэабретеиий и аткрытий(53) УДК 669. ,0 14.4 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.80 В. 3. Кискиько, и. А . Ноиококский, Ю, Б. фкоДВ 1 аааН, И. Городничий, И. С, Виткалов и В, М. Гудкевич(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт, вторичных цветных металлов и Одесский к политехнический институтф .Й 4(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ 1Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам обработки металлических расппавов перед заливкой.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет 5 ся способ обработки металла перед заливкой его в изложницы, заключающийся в перегреве расплава металла, охлаждении непрерывной струи расплава контактированием с водоохлаждаемой поверхностью, а вибрирующей с частотой 15-30 Гц 1 ,При контактировании струи расплава металла с охлаждающей поверхностью на границе раздела образуется кристаллическая фаза, которая под действием вибрации отрывается от охлаждающей поверхности и потоком расплава увлекается в изложницу, где служит центром кристаллизации металла.20Недостаток атого способа заключается в следующем. Наличие твердой фазы в расплаве при дальнейшем охлаждении приводит к возникновению температурных на 2пряжений, которые способствуют образованию микротрещин в слитках и снижениюплотности, Вибрирование с частотой 1530 Гц не позволяет избежать появленияв расппаве твердой фазы, являющейся причиной возникновения микротрещин.Цель изобретения - разработка способа обработки расплава металла передзаливкой в формующие средства, обеспечивающего трешнноустойчивость отливок засчет подавления образования кристаплическкой фазы при охлаждении перегретогорасплава,Это достигается благодаря тому, чтовибрирующую поверхность охлаждения одновременно перемещают со скоростью,превышающей скорость перемещения струирасплава в 1,5-500 раз, а частоту вибрации поддерживают в пределах 501500 Гц.Сущность данного способа заключаетсяв следующем, Расплав подлежащего литьюметалла перегревают до температуры на20-400 оС выше температуры ликвидуса.9547 4 510 0,955 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з 74Затем перегретый расплав в вице непрерывной струи контактируют с охлаждающей поверхностью, одновременно вибрируяее в направлении перпендикуляра к осиструи и перемещая со скоростью, превышающей скорость перемещения струив 1,5-500 раз. Частота колебаний охлаждающей поверхности в пределах 501500 Гц. Обработанный таким образомрасплав заливают в формующие средства.,Охлаждение расплава происходит вследствие кратковременного контакта охлаждающей поверхности с потоком расплава,причем образование твердой фазы предотвращается тем, что расплав при охлаждении повышает свою плотность, образуяуплотненные участки, которые сразу отбрасываются во внутрь потока движущейся поверхностью за счет получения большего ускорения чем менее плотные. Такимобразом предохраняется от распаца высокотемпературная структурная модификация расплава.Описанный способ может быть осуществлен в устройстве, включающем ковш,водоохлаждаемые вращающиеся валки сприводом, вибратор цля валков,Данный способ может быть иллюстрирован следующими йримерами его осуществления.П р и м е р 1, В качестве шихтыиспользовали чушковой литейный алюминиевый сплав АК 5 М 7, выплавленный извторичного сырья и соответствующийГОСТ 1583-73, 2,0 кг сплава АК 5 М 7расплавляли, перегревали цо температуры 830 С в лабораторной печи в графиотовом тигле емкостью 2,3 кг.Расплав перелили в предварительно нагретый цо 840 С корунцовый тигель, вцнище которого выполнено отверстие диаметром 25 мм и закрытое графитовойпробкой, Струю металла с высоты 0,5 мнаправляли со скоростью 3,14 м/с в устройство для подстуживания расплава дотемпературы заливки.Устройство для поцстуживания представляло собой два вращающихся медныхводоохлажцаемых полых валка. Скоростьвращения валков 900 об/мин, частотавибрации - 50 Гц. Расчетная литейнаяскорость поверхности валков - 209 м/с,что соответствовало отношению скорости струи и линейной скорости поверхности валков - 1,5,Температура заливки во всех опытахобыла 680 С, Горячеломкость при литьебила оарецелена по кольцевой пробе. Линейная форма была стальная; внешний диаметр получаемого кольца 60 мм, а внут ренний, определяемый диаметром стержня у основания, был 36,43 и 52 мм. За показатель горячеломкости было принято выраженное в процентах отношение цлины большой трещины к периметру радиального сечения кольца.Теоретическая плотностьсплава 2,948 г/см Пикнометрическаяплотность 2,816 г/см3 Относительная плотностьКоличество зеренна 1 см 154-16 1.Металл имел нулевой балл пористости,П р и м е р 2. В условиях примера1 сплав АК 5 М 7 разлили между валковпри их скорости вращения 20000 об/мин,что равно отношению линейной скорости поверхности валков к скорости струи 331.Наобразцах на горячеломкость трещин не обнаружено. Относительная плотность 0,991,Пористость соответствует нулевому баллу.Количество зерен на 1 см равно 1452158.П р и м е р 4. В условиях примера1 сплав АК 5 М 7 разлили между валковпри их скорости вращения 3000 об/мини частоте вибрации 800 Гц.Результат: трещин не обнаружено, относительная плотность сплава 0,975, пористость металла соответствует нулевомубаллу, количество зерен на 1 см 2 равно165-189.П р и м е р 5. В условиях примера1 сплав АК 5 М 7 разлили между валковпри их скорости вращения 3000 об/мини частоте 1500 Гц.Результат: трещин не обнаружено, относительная плотность 0,980, пористостьметалла соответствует 0 баллу, количество зерен на 1 см равно 184-200.Использование данного способа обработки металлических расплавов перед заливкой в формующие .средства обеспечиваетпо сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможностьповышения трещиноустойчивости сплавовв интервале кристаллизации возможностьповьпоения плотности указанных сплавовпри гицроиспытаниях, за счет повышения относительной плотности металла до0,990, что значительно повысит выходгодного при производстве цеталей,Формула изобретенияСпособ обработки металлических расплавов, включающий перегрев расплава иИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Крупман Л. И. и др. Улучшение структуры стали за счет разливки через промежуточный теплообменник. Литейное производство, 1977, % 3, с, 33-34.5 749547 6последующее контактирование струи рас раз при частоте вибрации 50- плава с вибрирующей охлаждаемой по Гц.верхностью непосредственно перед заливкой металла в форму, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличениятрещиноустойчивости отливок вибрирующую поверхность перемещают соскоростью превышающей скорость перемещения струи расплава в 1,5 Составитель Е. НоткинРедактор Л, Лащкова Техред А. Куликовская Корректор М. КостаПодписноеЗаказ 4515/7 Тираж 889. ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4