Устройство для изготовления литых заготовок

Оп ИСАЙКЕ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(51)М, К рисоединением заявки М В 22 О 27/15 дВ 22 О 7/00 рстеаеай кокитетСССРек изобретениии открытийрский научно-исследовательскийологический институт машиност 1) Заявитель ения 4) УСТРОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯОТОВОК Изобретение относится к металлур гическому и литейному производству и может быть использовано для снижения содержания газов в литых за - готовках (слитках, отливках).Известно устройство для вакуумирования стали в процессе заполнения изложницы, включающее вакуумную камеру, в которую помещают изложницу. При заливке изложницы металлом в камере создается вакуум, обеспечивающий снижение содержания газов в металле, поступающем в изложницуНедостатком этого устройства является высокая стоимость оборудования и низкое качество поверхности слитков из-за разбрызгивания струи металла под действием вакуума,Известно устройство для вакуумирования кипящей стали, включающее изложницу, прибыльную надставку, которая герметически закрывается крышкой, соединенной трубой, подключенной к вакуумному насосу. Впроцессе заливки изложницы в прибыльной надставке создается вакуум,за счет чего содержание газа в металле снижается 2.Недостатком этого устройства является большая сложность и трудоемкость изготовления крышки и сопрягаемой с ней прибыльной надставки . и обеспечение герметичности полостиформы при заливке.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для обработкигазом жидкого металла, преимущественно стали, включающее изложницуи трубопровод с газопроницаемымнаконечником, введенным в полостьизложницы со стороны поддона. Предназначено зто устройство для дегазацни металла за счет продувки газачерез расплав. В данном устройственаконечник выполнен газопроницаемьвт на молекулярном уровне, т.е.в нем содержатся отверстия (пооы 1;50 55 О, 00044 0,00045 О,0 через которые и подается гаэ в расплав металла 1,3 1.Однако испольэовать предлагаемое устройство для вакуумирования ( то есть удаления вредных газов из рас" пг 1 авов металла) в неизмененном виде ,невозможно, так как создание вакуума в полости наконечника с порами неизбежно вызывает течение расплавленного металла из изложницы через поры и заполнение расплавленным металлом отводящего трубопровода. В этом случае устройство прекращает свое функционирование.Цель изобретения - снижение содержания газов в литых заготовках и повышение их качества,Поставленная цель достигается тем,что, используя способ локальноговакуумирования, в полость формы,например в кюмпельную или прибыльнуючасть слитка, устанавливается глухой наконечник, проницаемый для газов на атомарном уровне, из мате"риала, например стали, с содержанием углерода 0,1-0,2%, наружнымдиаметром 0,10-0,15 и толщиной стенок0,03-0,05 от диаметра слитка.При установке наконечник долженрасполагаться внутри металла, вблизи от собственно тела слитка, нарасстоянии 0,02-0,05 диаметра слитка, чтобы улучшить его дегазациюВ отливках наконечник может устанавливаться в частях, которые удаляются при последующей обработке (вприбыли, заливаемых отверстиях, илиспециальных приливах),Выбор материала для наконечникас указанным содержанием углеродасвязан с температурой его нагревав процессе работы. В основном литые заготовки изготавливаются изсталей а содержанием углерода более0,25%. Температура их плавленияниже, чем предлагаемого материаладля наконечников, а следовательно,нет опасения в их расплавлении.При заливке изложницы наконечник,нагревается до высоких температурно не достигает температуры плавления. Вследствие этого резко возра-.стают коэффищ 4 енты диффузии водорода и азота, растворенных в металле.При создании вакуума внутри наконечника значительно снижается парциальное давление этих газов, исоответственно, увеличивается возможность их подвода к поверхности 5 10 15 го 5 Зо 35 40 45 слитка. В наконечнике атомы газасоединяются в молекулы и удаляются в атмосферу. Оба эти фактора(высокая температура и вакуум) увеличивают скорость удаления газовиз металла слитка или отливки.На чертеже изображено предлагаемое устройство,Изложница 1 с прибыльной надставкой 2 устанавливается на поддон3, в котором просверлено отверстие,а в него вставлен наконечник 4, соединенный с трубой 5. Труба подсоединяется к вакуумному насосу 6.В процессе заполнения формы 7 металлом, при его кристаллизации и последующем охлаждении из литой заготовки атомарный водород и азот .диффундируют в наконечник и, превращаясь иэ атомарного состоянияв молекулярное, удаляются в атмосферу, Толщина наконечника зависит отмассы заливаемой заготовки.Изготовляют шесть литых заготовокмассой 80 кг каждая, высотой 360 мми диаметром 180 мм. Металл для отливки (сталь ЗОЛ) выплавляется в индукционной печи емкостью 160 кг, нэнего заливают две металлические формы. В одну иэ форм вставляют трубудиаметром 20 мм с наконечником изстали и содержанием углерода 0,2%.толщиной стенки 3,6 мм на глубину10-20 мм. К трубе подключают вакуумный насос и создают вакуум (остаточное давление 10 мм рт. ст.). Всвязи с низким парциальным давлением газов в наконечнике и трубе водород и азот диффундируют иэ заготовки в трубу и удаляются в атмосферу.Литые заготовки разрезают натемплеты и из них изготавливают образцы для определения содержания газов методом вакуум-плавления. Данныепо среднему содержанию газов в металле литых заготовок с вакуумированием и без него приведены в таблице.5 Продолжение тщ Содержание, Х, в литых заготовках, полученных Газы без вакууии- с вакуумированиемрования 0,00025 0,00570 О,ОО 510 0)00540 0,00048 0,00820 0,00760 0,0070 Предлагаемое устройство просто в изготовлении и требует незначительных трудозатрат. При его применении, как видно иэ данных таблицы, содержание газов в литых заготовках снижается на 30-50%, благодаря чему отпадает необходимость в длительном высокотемпературном отпуске, проводимом для снижения содер- д жания газов в слитке с целью предотвращения обраэования флокенов в поковках. Это позволяет получить большой эконбмический эффект в народном хозяйстве при минимальных эа- Зо тратах эа счет снижения брака поковок по флокенаи.Ф Формула изобретения 1. Устройство для изготовления литых заготовок, содержащее изложни - 35854583 6аблицы . цу, прибыльную надставку, поддонс кюипельной выемкой и выступающийв полость изложницы полый наконечник, сообщенный с трубопроводом,5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью снивения содержания газовв литых заготовках и вследствие алого повышения их качества, полыйнаконечник выполнен иэ материала,1 О проницаеиого для газов в атомар-.ном состоян ии, преимущественно изстали с содержанием углерода 0,10,2%, причем его наружный диаметри толщина стенки равны соответствен 15 но 0,10-0,5 и 0,03-0,05 диаметраили толщины полости изложницы2. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что полыйнаконечник размещен от плоскостей,отделяющих кюипельную или прибыльную полости от полости, формирующей .собственно тело слитка, на расстоянии 0,02-0,05 диаметра полостиИсточники информации,принятые во внимание при экспертиэе 1. Крамаров А.Д. Соколов А.Н.Злектрометаллургия стали и ферросплавов. М., фМетвтлургия", 976,с. 310.2. Трубин К.Г. Ойко Г.Н. Металлургия стали. М "Металлургия",1974, с, 710.3. Патент ФРГ Р 1758404,кл. В 22 0 27/20, 1972.