Способ получения отливок

Союз Советскик Социалнстичвских Республик(22) Заявлено 051179 (2) 2835622/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо -В 22 0 27/20 Государствеииый комитет СССР по деяам изобретеиий и открытий.58(088.8) Опубликовано, 30.10.81.Бюллетень Йо 40 Дата опубликования описания 301081(71) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР.Изобретение относится к литейному производству, преимущественно кизготовлению деталей металлургическо-.го оборудования и может быть использо-вано при изготовлении отливок, .подвергающихся воздействию термоциклических и механических нагрузок, напри"мер,мульдмартеновских печей,Известен способ получения отливок, предусматривающий заливку расплава, например стали, в форму и вве-,дение при заливке непосредственно вформу микрохолодильников или чугунной дроби 1Ввод микрохолодильников обеспечивает повышение уровня механическихсвойств и в меньшей степени уровнясвойств в условияхтепловых циклических нагрузок, Обычно отливки металлургического оборудования выплавляются массивными с большим запасом прочности, в то время как для объемов, работафаих в условиях тепло-смен, это противопоказано. Наиболеечувствительными к разрушению являются границы сопряжений массивных итонкостенных объемов.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретениюявляется способ получения отливок 30 включающий заливку в литейную формужидкого сплава и введение в негомнкрохолодильников. Микрохолодильники используют с внутренними пустотами, заполненными инертным или восстановительными газами 2. Однако указанный способ обладает следующими недостатками. Во-первых, он требует использования дроби, стоимость которой весьма высока и определяется тем, что в процессе ее получения методом распыления расплава обязательным условием является использование в качестве распыливающего агента жидкого или восстановительного газа. Это требует значительного усложнения установки и увеличения ее. стоимости. Во-вторых, в металле получаются достаточно крупные ячейки (пустоты), что вызвано расширением газа, заключенного в дробинки уже в процессе нагрева и расплавления гранулы и образованием в процессе расплавления достаточнокрупного пузыря. А крупные ячейки способствуют заметному снижению уровня механических и специальных свойств металла (по сравнению с мелкими при равном значении объема пор), что в конечном счетеприводит к снижению долговечности работы отливки.Цель изобретения - уменьшение себестоимости отливки и повышение срока их службы.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем заливку в литейную форму жидкого сплава и введение микрохолодильников с внутренними пустотами, последние заполняют окислами металлов дисперсностью 0,005-0,2 диаметра частицы микрохолодильника.Микрохолодильники, например чугунная дробь, при контакте с расплавом нагреваются и расплавляются. При этом происходит восстановление окислов, находящихся в центре дробинки,4 еО + (,С = 4 е + СОПри этом происходит поглощениеопределенного количества тепла, чтоспособствует снижению температуры влокальных участках, и как следствие,повышает усвоение газа за счет изменения поверхностного натяжения расплава. Объем образуемого пузыря зависит от количества вводимой окисии температуры в месте нахождения пузыря. Расплавление микрохолодильника также приводит к снижению температуры расплава в локальных объемахнахождения пузыря. В силу сказанного распределение пузырей достаточноравномерное (зависит от распределения инокулятора), а величина газового пузыря (пустоты) достаточно мала,что связано со снижением температуры в локальных объемах. Величинаокисной частицы в дробинке связанасо следующим.При уменьшении размера частицыменьше 0,005 диаметра частицы микрохолодильника существенно усложняется ввод частицы в дробинку, таккак протекает кратковременный процессвосстановления окиси (частицы) впроцессе получения дробинки. Приувеличении размера чистицы свыше0,2 диаметра частицы микрохолодильника происходит растрескивание самой дробинки в процессе ее получения,.резкое насыщение кислородом при.хранении дроби, и как следствие, увеличение газонасыщенности кислородом иувеличение количества неметаллических включений в металле при вводеэтой дроби в расплав и, как следствие", ухудшение свойств,Были изготовлены заготовки толщиной 30 мм, шириной 100 мм и вы. сотой 160 мм (без учета высоты прибыли) из сталей марок 25 ЛМ. Отливку заготовок производили с микрохолодильниками, содержащими инертный газ (азот) (по известному способу) и содержащими частички окалины. Диаметр дроби 1-3 мм. Размер частичек окалины 0,05-0,5 мм. Технология получения дробинок следующая.Распыливали струю стали 25 Л, толщиной 10 мм,. Распыливающим агентом яВляется воздух, в который осуществляли ввод окалины (до 3 по объему),В процессе распыления получали дробинки, внутри которых находилисьчастички окалины (ГеО; Ге О ).Полученные дробинки вводили врасплав при суспензионном литье свводом через тангенциальную воронкув количестве от 1 до 3.Исследование металла отливки показало, что в предлагаемом способеразмер пор уменьшился (при постоян ном весе заготовки число пор на34-48 больше). Стоимость дроби дляизвестного способа составляет 42.0560 руб/т, в предлагаемом способе120-130 руб. Учитывая вес отливки 5 т 20 (например, мульд) и количество вводимой дроби 3,0, разница в стоимости отливки составит6 С =. 0 п(,С С ) " 50 руб.Уменьшение размера пор не оказывает заметного влияния на величинукоэффициента теплопроводности металла. Так, установлено, что температура на поверхности образца испытуемого по описанной методике приблизительно одинакова для образцов, изготовленных по известному и предлагаемомуспособам.Значение стойкости в условияхтермоциклирования однако существенноразличны. Так, сам образец по известному способу обеспечивает стойкостьдо появления трещины при 370 теплосменах (температура нагрева 82010 С,охлаждение в воде), то образцы, из готавливаемые по предлагаемому способу, обеспечивают более высокие значения термостойкости - 570 циклов.Естественно, что и долговечность отливок повышается.45 Проведена оцйтно-промышленная проверка предлагаемого способа получения отливок на мульдах, емкостью3, 3 м З, весом 5 т. Количество вводимых добавок 3, размером 1-5 мм. Использовался известный вариант свводом стальной дроби, содержащейвнутри азот и предлагаемый вариантс вводом чугунной дроби, внутри которой содержались частицы окалины 55размером 0,1-0,5 мм.Результаты проверки стойкостимульд показали, что предлагаемыйспособ приводит к увеличению стойкости на 50-70 по сравнению с извест ным. При этом снижение стоимостимульд за счет использования болеедешевой дроби - 50 руб. на 1-ой отливке, в результате чего ожидаемыйэкономический эффект от использованияпредлагаемого способа по предварите876289 Формула изобретения Составитель Т.Королева Редактор А.Власенко Техред А.Ач Корректор Г.НазароваЗаказ 9448/11 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 льному расчету составит более 50 тысруб. 5Способ получения отливок, включаюший заливку в литейную форму жидкогс сплава и введение в него микрохоло" дильников с внутренними пустотами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения себестоимости отливок и повышения срока их службы в условиях тепловых нагрузок, перед вводом ми-крохолодильников их внутренние пустоты заполняют окислами металлов дисперсностью 0,005-0,2 диаметра частицы микрохолодильника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Рыжиков А.А. и Гаврилина И.В.Расчет и применение суспензионнойразливки. фЛитейное производствоф,1970, Р 8, с.11.2. Авторское свидетельство СССРР 692691, кл. В 22 0 27/20, 1977.