Способ литья армированных заготовок

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик пц 971570(23) ПриоритетОпубликовано 0711.82. Бюллетень М 41Дата опубликования описания 071182 1511 М. Кл.з В 22 О 19/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийВ.Т. Кельвич, Г.Д. Костенко и В,А. Е ья АН украинской 71) Заявител Институт пробле(54) СПОСОБ ЛИТЬЯ АРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВО е ме Изобретение относится к области литейного производства, в частности к литью армированных заготовок.Известен способ литья армированных заготовок, включающий подготовку армирующих элементов путем нанесения на поверхность последних защитного слоя из низкоуглеродистой стали, размещение последних в фор и заливку металлом 1.Нанесение защитного покрытия из низкоуглеродистой стали позволяет снизить науглероживание и обеспечивает сохранение пластичности труб.Однако в ряде случаев снижение склонности к науглероживанию является недостаточным. Известен способ литья армированных заготовок, включающий подготовку армирующих элементов путем дробоструйной очистки и нанесения многослойного алюминиевого и маршалитового покрытия с дополнительным поверхностным слоем из железного порошка, размещение элементов в форме и залив ку чугуном 2).Порошковое покрытие способствует снятию перегрева и интенсифицирует затвердевание объемов расплава,расположенных вокруг армирующих элментов.Недостатком способа является т удоемкость процесса, связанная снеобходимостью проведения дополнительных операций нанесения защитныхпокрытий.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является способ литьяармированных заготовок, включающийразмещение в форме армирующих труб,.заливку металла и продувку труб сжатым газом 31.При получении литых армированныхзаготовок таким образом, в особеннос.ти с армирующими трубами значительной протяженности, сжатый газ, проходя по трубам, нагревается и при выходе из трубы обладает незначительной теплоаккумулирующей способностью,т.е. практически не отбирает тепло.Точнее, газ, проходящий ло трубам,неравномерно отбирает тепло металлаотливки: в месте подвода газа - интенсивно, а в месте выхода газа из трубы - незначительно. Создается градиент температур по длине продуваемыхтруб. Поэтому в месте подвода сжато го газа металл, окружающий трубы, 971570девания отливки. Продолжительностьцикла и количество циклов для каждойопределенной отливки с армирующимитрубами определяют экспериментальнымпутем.П р и м е р. Получали заготовкиполукамеры резиносмесителя, армированной трубами системы охлаждения.Количество труб 2 шт; протяженностькаждой трубы б метров; диаметротверстия трубы 32 мм; материал заготовки сталь 54 Л, вес заготовки2 т, толщина стенки заготовки, черезкоторую проходит армирующая труба,100 мм. С начала заливки и до концазатвердевания металла армирующиетрубы продували сжатым азотом. Давление газа в трубе 3-4 атм. Общее время продувки 20 мин. Для продувкикаждой трубы использовали по двабаллона со сжатым азотом, подсоединенных: один к входному отверстиютрубы, а второй - к ее выходу припомощи тройников, которые позволялиосуществлять свободный выпуск газаиз трубы либо, перекрывая выхбд,открывать подачу от другого баллонана вход (т.е. менять направление течения газа в трубе). В течение 10 миносуществляли продувку трубы газом отодного баллона, затем, прекративподачу газа и перекрыв тройники,включали второй баллон на продувкуна 10 мин. Осмотр заготовки послемеханической обработки показал отсутствие дефектов усадочного проис-,хождения, в то время как в заготовках, продувку армирующих труб в которых производили с одного конца(без смены направления течения газа), были обнаружены усадочные раковины в области выхода газа из армирующей трубы,Предлагаемый способ литья армированных заготовок позволяет уменьшить дефекты усадочного происхождения в литье. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенного способа лишь на одном заводеотрасли составляет по предварительнымрасчетам свыше 200 тыс. руб. в годза счет повышения выхода годноголитья на 10-12.Такой способ может быть широкоиспользован для производства различных деталей, требующих интенсивногоохлаждения в процессе их эксплуатации, и деталей облегченного типав химическом, энергетическом, нефтяном машиностроении и приборостроении. сжатого газа в трубе зависит, в основном, от длины и площади сеченияотверстия продуваемой трубы. Чем длиннее труба и меньше площадь сеченияее отверстия, тем короче цикл (цикл -время между сменами направления течения сжатого газа в трубе). Количество циклов для определенной армированной трубами отливки зависит от 60массы металла, прилегающего к армирующей трубе. Чем больше масса металла, тем длительнее процесс его крис-,таллизации, тем большее количествоциклов необходимо до полного затвер Формула изобретения кристаллизуется значительно раньше,чем металл, окружающий трубы в местевыхода газа из трубы. В результатепроисходит неравномерная усадка металла, приводящая к дефектам усадочного происхождения и, в конечном 5счете, к браку литья. Кроме того,наличие градиента температур в металле по длине продуваемых труб значительно повышает величину термическихнапряжений в отливке и зачастую приводит к трещинам..Целью изобретения является снижение вероятности прожога труб, дефектов усадочного происхождения и уменьшение термических напряжений за счет 5выравнивания градиента температурпо длине труб,Эта цель достигается тем, что вспособе литья армированных заготовок,включающем размещение в форме армирующих труб, заливку металла и продувку труб сжатым газом, продувкупоследних осуществляют попеременнос различных их концов.В начальный период продувки в месте входа в армирующую трубу газ интенсивно отбирает тепло залитого металла отливки. Металл вокруг трубыначинает кристаллизоваться. По мерепрохождения по трубе газ начинаетнагреваться, склонность его к отбору тепла уменьшается, уменьшаетсяи степень кристаллизации металлавокруг труб. В процессе продувки место подвода сжатого газа к трубе изменяют (где 35был выход газа, осуществляют еговвод). Этим изменяют направление течения газа в трубе, следовательно,меняются и участки трубы интенсивного отбора тепла залитого металла 40(там, где ранее был незначительный,идет интенсивный отбор тепла и кристаллизация металла вокруг труб). Таким образом, меняя направление течения сжатого газа в трубе осуществляют сглаживание градиента температур,возникающего из-эа неравномерногоотбора тепла газом, кристаллизацияметалла вокруг труб происходит равномерно, снижается величина термических напряжейий в. отливке. Цикл изменения направления теченияСпособ литья армированных заготовок, включающий размещение в форме армирующих труб, заливку металла иЗаказ 8811/23 Тираж 852 ПодписноеВНИИПИ Государственного комнтета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ж, Раушская наб.у д 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 продувку труб сжатым газом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с .цельюснижения вероятности прожога труб,дефектов усадочного происхожденияи. уменьшения термических напряжений,за счет выравнивания градиента температур по длине труб, продувку последних осуществляют попеременнос различных их концов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 534302, кл, В 22 О, 19/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССР5 9 567548, кл. В 22 О 19/02, 1974.Э. Смеляков Н.Н. Изготовлениеармированных отлйвок. М., Машгиэ,1953, с. 97,