Способ разливки цветных металлов и сплавов

(22) Заявлено 071279 (21) 2847254/22-02с присоединением заявки йо(51)М, Кл,С 21 С 7/00 С 22 В 9/02 Государствеииый коинтет СССР по яеяаи изобретеиий и открытий(54 ) СПОСОБ РАЗЛИВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ Изобретение относится к металлур. гии и может быть использовано при разливке цветных металлов и их сплавон для получения высококачественных отлинок с низким содержанием включений и газов,Известен способ очистки металлических распланов от крупных взнешенных включений и плен с помощью сетчатых фильтров.Размеры включений в расплаве должны быть соизмеримы со средним диаметром межзеренных каналов зернистого фильтра, Решающая роль при этом процессе принадлежит адгезионным процессам 111 .Недостатком указанного способа является невозможность фильтрации расплава от мелких частичек, образующихся вВрасплаве, и быстрое зарастание сетчатого фильтра.Известен также способ обработки металла, заключающийся в разливке его через предварительно нагретые фильтрующие материалы, на которые наводят смесь заполнителя (раскислителя) ифильтрующего материала в количестне 0,2-2,0% от веса металла. При этом осуществляют непрерывную продувку металла нейтральным газом в количестве 0,3-0,5 мЗ на тоннуметалла Г 23Недостатком этого способа является отсутствие стабильных результатовочистки металла от неметаллическихвключений, что вызвано различнойудельной поверхностью пор в фильтрахс зернистой структурой.В этих способах эффективностьочистки металла от неметаллическнхвключений существенно снижается иэза их коагуляции в жидкой фазе отливки. Поэтому невозможно получение высококачестненных отливок,15 Наиболее близким по техническойсущности является способ разливкиметалла, в котором Фильтр перед разливкой нагревают до температуры 12001400 ОС и поддерживают,его нагретым20 в течение всей разливки, осуществляемой в вакууме или в атмосфере инертного газа 31,Недостатком известного способаявляется невозможность Фильтрации25 металла от неметаллических включений, образующихся при раскислении(размерами от 3 до 50 мкм). Крометого, нагретый до высоких температурогнеупорный материал фильтра янляет 3 О ся источникси загрязнения жидкогометалла неметаллическими включениями(главным образом, оксидами) в результате вторичного окисления раздробленной струи,Цель изобретения - повышение эфФективности фильтрации и качества 5литого металла,Поставленная цель достигается тем,что при осуществлении разливки цветных металлов в вакууме или в атмосфере инертного газа через предварительно нагретый многослойный фильтр, последний перед заливкой на него металла нагревают до температуры, составляющей 0,7-0,8 температуры раэливаемого металла, длину подаваемой нафильтр струи металла от разливочной 15емкости до фильтра во время разливкипериодически уменьшают на 0,10-0,50ее первоначальной длины с частотой0,01-1,0 Гц, а в отфильтрованный металл вводят инокуляторы,При нагреве фильтра до более низких температур (ниже 0,7 температурыразливки) происходит сильное эахолаживание металла и уменьшается егожидкотекучесть, 25Нагрев фильтра до более высокихтемператур, чем 0,8 температуры разливаемого цветного металла, приводитк повышенному эррозионному износуматериала фильтра,При получении крупных отливок режим осуществляется с частотой 0,01 Гци с уменьшением длины струи на 0,50ее первоначальной длины, что обеспечивает максимальное количествотвердой Фазы, вводимой в расплав,35При производстве мелких отливокрежим характеризуется частотой 1,0 Гци уменьшением длины струи, подаваемойна фильтр, на 0,1 от ее первоначальной длины.При отклонении режима изменениядлины подаваемой струи по частотевыше верхнего предела (выше 1,0 Гц)затрудняется процесс сбрасываниязатвердевшей части вследствие деформации ее под действием механизмавыталкивания, Это происходит из-завысокой средней температуры корочки,при которой прочностные свойства еерезко понижаются,Осуществление режима подаваемойна фильтр. струи с частотой менее0,01 Гц приводит к снижению количества вводимой твердой фазы при прочихравных условиях,При уменьшении длины подаваемой55струФ меньше, чем 01 ее первоначальной длины, снижается какоскоростьлподачи твердой Фазы, так и эффекточищения первого слоя фильтрующихматериалов от неметаллических вклю- щчений.Подача твердой Фазы при уменьшении длины струи больше, чем 0,5 от еепервоначальной длины, вызывает затруднения при расплавлении этой твер- у дой фазы в жидком металле, При этом дополнительно происходит интенсивное разрушение фильтрующих материалов первого слоя за счет истирания,После прохождения металла через фильтр необходимо создание условий, обеспечивающих максимальную .скорость затвердевания отливки, что позволяетполучить плотную структуру с размерами включений, не превышающими размер пор второго слоя фильтра. Это происходит вследствие подавления явлений коагуляции включений в жидкой Фазеотливки. С этой целью в предлагаемомспособе предусмотрено охлаждать частьразливаемого металла до полного затвердевания и сбрасывать е."о в жидкий металл. Искусственно созданные цеьтры кристаллизации (инокуляторы)ускоряют процесс затвердевания отливки и за счет подавления процесса образования третичных включений, зарождающихся во время кристаллизациирасплава, уменьшают общее содержаниенеметаллических включений, Регулирование скорости затвердевания осуществляется периодически изменением длины струи от разливочной емкости до фильтра на величину 0,10- 0,50 от первоначальной длины с частотой 0,01-1,0 ГцИзменение длины струи можно осуществлять путем механического перемещения фильтра, например, с помощьюэлектропривода и кривошипно-шатунного механизма, либо с помощью электромагнитовП р И м е р. Разливаемый алюминиевый сплав марки АМг 5 пропускают черезпредварительно нагретый до температуры 500 С Фильтр, состоящий из двух слоев: первый - из фильтрующего материала с зернистой структурой, второй -из пористого материала, например, из окиси алюминия с пористостью от 70 до 96, полученного с заранее заданными размерами пор, При этом фильтр в процессе разливки перемещают возвратно-поступательно в вертикальном направлении с частотой 0,1 Гц при уменьшении длины струи на 0,5 ее первоначальной длины, т.е, на 50 мм, эа счет чего в жидкий металл вводятся инокуляторы в виде частично затвердевших порций металла. При этом обеспечивается зарождение дополнительных центров кристаллизации и достигается эффект модифицирования,Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого способа может быть подсчитан, исходя из уменьшения стоимости отливки, изготовленной по изобретенному способу.Стоимость отливки уменьшается эа счет снижения трудоемкости ее изготовления, повышения эффективности труда (устраняются операции рафинирования и последующего модифицирования металла, занимающие эначительйую857272 Формула изобретения Составитель Г. ТитоваРедактор В, Лазаренко Техред С.Мигунова Корректор Ю. Макаренкош ш шшшшЗаказ 7152/44 Тираж б 18 Подписное ВВИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 В ВШШШ 1Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4 долю в технологическом цикле изготовления отливок) Способ разливки цветных металлов и сплавов, включающий пропускание металла, в вакууме или атмосфере инертного газа через предварительно нагретый многослойный фильтр, температуру которого контролируют в течение всего процесса фильтрации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности фильтрации и улучшения качества литого металла, перед эаливгой металла фильтр нагревают до температуры, составляющей 0,7-0,8 температуры разливаемого метелла, длину подаваемой на фильтрструи металла от разливочной емкостидо фильтра во время разливки периодически уменьшают на 0,10-0,50 ее первоначальной длины с частотой 0,011,0 Гц, а в отфильтрованный металлвводят инокуляторы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Прогрессивные методы изготовления литейных форм. ТрудыВсесоюзной межвузовской конференции.Сб, 9 155, Челябинск, ЧПИ, 1975,с.38-42,2. Авторскоесвидетельство СССРУ 459512, кл. С 21 С 7/ОО, 1973.3, Авторское свидетельство СССР9 429878, кл. В 22 О 7/00, 1972.