Способ центробежного литья биметаллических заготовок

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 933234(51)М. Кл.В 22 Э 19/1 В 221) 13/О 1 ееударстеипае кемнтв СССР ао делам езебретвнив и открытие.74,046 (088. 8) Дата опубликования описания 07.06.8 В ойацкий,Г, .ч4Ъй СйР(71) Заявитель ститут проблем литья АН Укра(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХЗАГОТОВОК 3Изобретение относится к литейному производству.Известны способы получения биметаллических отливок, включающие последовательную заливку в центробежную изложницу первой порции металла, шлакан второй порции металла 1 .Ближайшим к изобретению является , способ центробежного литья биметаллических заготовок, включаюший последовательную заливку различных по составу металлов под слоем флюса, имеющего температуру плавпения ниже температуры плавления запиваемых металлов,заливку очередного слоя металла осуществляют после охлаждения ранее залитого металла до температуры ниже . температуры плавления заливаемыхметаллов, заливку очередного слоя металла осуществляют после охлажденияранее залитого металла до температурыниже солидуса на 100-350 ОС, флюсиспользуется с температурой плавпения на 100-150 оС ниже температуры плавления заливаемых металлов 2 .Недостатком такого способа являетсято, что при заливке на первый спойметалла на основе меди второго слояметалла на основе железа необходиматехнололяеская выдержка. Кроме того,большой перепад температур между металламн в контрольной зоне создаетусловия для образования внутренних Онапряжений, которые способствуют образомнию микротрюжн, и биметаллические заготовки с микро- и макротрешннами расспаимются, а детали не выдерживают заданных нагрузок при испытаниях.Белью изобретения является увепнченне производительности путем исключения технолотической выдержки междузаливкой первого и второго сплавов иулучшение качества соединения между слоямн сплавов на основе ме аи и железаПоставленная цель достигается тем,234 большем 0,3 толщины:наплавляемого 1сплава температура жидкого сплава неуменьшается, и при попадании в контактную зону сплавы перемещиваются.Способ центробежного литья биметаллических заготовок бьщ использован дляизготовления червячных колес редукторов. Венец червячного колеса заливали бронзой ОФ 10-1, ступицу заливали10 чугуном СЧ 21-40. Выплавку бронзы1производили в графитовом тигле индукционной печи ЛПЗ. Выплавку чугунапроизводили в индукционной печи МГЦ,Запивку бронзы производили в предваритель-.15 но нагретую до теьпературы 200-300 Соапожшщу с нанесенным слоем теплоизоляционного покрытия, Температуразаливки бронзы 1050 оС, Шлак состава,%; МССР 81-85; В 010-12; Са Ро 57 вводили одновременно с заливкой бронзы,Содержание 81-85% МсО обеспечива етшлаку температуру плавления 750800 оС и хорошую жидкотекучесть призаливке второго слоя металла. В 03способствует растворению в шлакевсех окислов. СаР является рафинирующей составляющей в шлаке,Температура плавления шлака приосуществлении предлагаемого способацентробежного литья должна быть неболее 800 оС. В противном случае шлакне расплавится под действием теплапервого слоя залитого металла и соответственно не обеспечит выполнениесвоих функций. 40 50 55 3 03,Зизложницу сплава первого слоя и флюсас температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла споследующей заливкой сплава второгосостава, заливку 0,5-5% сплава вторсьго слоя осуществляют с удельным расходом в 5-10 раз меньшнм, чем остального сплава, через сетку-фильтр с от-верстиями, равными 0,1-0,3 толщиныэтого второго слоя.В предварительно подготовленнуювращающуюся изложницу заливают порщпо сплава на основе меди и вводятфлюс. После эпоса на внутреннюю поверхность отливки заливают второй слой сплава на основе железа в количестве0,5-1% через фильтрующую сетку с от- . верстиями, диаметр которых равен 0,1-0,3 толпнны слоя заливаемого металла. При этом удельный расход жидкого сплава уменьшается в 5-10 раз, Жидкий металл проходит через отверстия в фильтрующей сетке, отдает часть своего тепла, проходит через фпюс и входит в контактс поверхностью сплава на основе меди, Так как температура сплава на основе меди в это время находится в пределах850-900 ОС сплава на основе железа, температуры сплавов выравниваются и создаются условия для диффузионной связи, При этом делать выдержку между заливками нет необходимости. Кроме того, уменьшение градиента температур между слоями предотвращает возможность образования внутренних напряжений в биметаллической заготовке, Заливку , последующей порции металла производят с рассчетным удельным расходом.При заливке через отверстия меньшего, чем 0,5 ,количества сплава на основе железа не обеспечивается формирование переходного диффузионного слоя вбиметаллической заготовке, при заливкечерез отверстии большего, чем 5% количества сплава, увеличивается перепадтемператур в момент образования переходного диффузионного слоя и частично перемешиваются сплавы. При удельном расходе порции сплава бсщьшем, чем в 5 раз, создается большой перепад температур между слоями сплава, что приводит к образованию остаточных напряжений и ухудшению качества отливок, при удельном расходе меньшем, чем в 10 раз, сталь застывает на желобе центробежной машины, При диаметре отверстия меньшем 0,1 ташины слоя заливаемого металла не обеспечивается номинальныйудельный расход, при диаметре отверстия Шлак в реализации предлагаемого способа занцпцает первый слой залитого металла от окисления, снимает окислы из залитого металла через фильтрующую сетку, рафинирует второй слой залитого металла. Вес бронзы 4,5 кг, толщина стенки венца 15 мм, вес чугуна 15 кг, толпжна стенки ступицы 30 мм. По окончании заливки бронзы на желоб ставили фильтровальную сетку с отверстиями диаметром 6 мм и через нее залт- вали 0,35 кг чугуна. Затем сетку сняли из желоба и залили остальную часть чугуна, Температура заливки чугуна была 1320 С. Закристаллизовавшуюся биметаллическую заготовку извлекли из центробежной изложницы. Таким способом из одной плавки бронзы и чугуна было изготовлено 10 заготовок, Достоверность приведенных режимных параметров подтверждена актом опытных испытаний.5 9332Исследования изготовленных деталей показали что их качество соответствовало техническим требованиям на биметаллические червячные колеса. Трешины в контактной зоне отсутствовали,По предварительным расчетам ожи даемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа для чер вячных колес редукторасоставит 0,5-0,6 руб на одной детали за счет 1 О улучшения соединения между слоями и уменыцения брака по трешинвм на 3-4%,а также увеличения производительности , на 3-5% за счет исключения выдержки между заливкой бронзы и чугуна. 15формула изобретенияСпособ центробежного литья биметаллических заготовок, включающий заливку 34 6в изложницу сплава первого слоя и флю-,са с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла с последующей заливкой сплава второго слоя, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью увеличения прсоэводительности и улучшения качества соединенияслоев сплавов на основе меди и железа,заливку 0,5-5% сплава второго слояосуществляют с удельным расходом в5-10 раз меньшим, чем оствльнагосплава, через сетку-фильтр с отверстиями, равными 0,1-0,3 толшины этоговторого слоя.Источники информации,принятые во внимание про экспергизв1. Авторское свидетельство СССР% 469531, кл. В 220 13/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР(прототип), Составитель Т. КоролеваРедактор С, Титова Техред Л,Пекарь Корректор М, ИемчикЗаказ 4016/12 Тираж 852 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4