Способ получения биметаллических трубчатых изделий

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С еез СфветскмхСоцмалмстмчесимхРеспублми и 1996091(5)М, Кл, В 22 219/00 Гесударствеввмб квинтет СССР вв яевам взебретеввй и етврытий(53) УДК 621.74. ,046(088.8) Дата опубликования описания 15.02.83(72) Авторы изобретен Ю Г. Гуляев И. Лев,. Ашкинази Днепроп овский ордена Трудового Красноеталлургический институт) Заявитель Б ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ ляется ого слоя,.равнению шие трудй. 20 Наи болехническойультату Изобретение относится к литейномупроизводству, конкретнее к производству 1крупногабаритных массивных биметаллических трубчатых изделий.Известен способ производства литыхтрубных изделий, включающий. заливкурасплавленного металла внутреннегослоя в твердую основу иэделия, его .кристаллизацию на стержне и последующееизвлечение последнего. Такой способ поз-.,воляет получать крупногабаритные массивныетрубчатые изделия с калиброванным внутренним отверстием на достаточно простом и надежном в эксплуатацииоборудовании 1 ),Недостатком этого способа явневысокое качество металла литкоторое значительно ниже по сс центробежным литьем и больноси при извлечении стержне близким к изобретению поущности и достигаемомуяется способ получения биметаллических трубчатых изделий,включающий заливку металла внутреннегослоя в зазор между стержнем и твердойосновой, его кристаллизацию и иэвлечние стержня, причем, к одному иэ торцовстержня прикладывают давление 1530 кбар с одновременным приложениемпротиводавления к второму. концу стержня. Этот способ обеспечивает плотноесоединение слоев и улучшение удалениястержня 23 .Недостатками известного способа являются возможность выдавливания металла высоким внутренним гидростатическнм давлением в осевом направлениивследствие большой величины последнегос одной стороны и малая толщина слоязатвердевшего металла на торце (свободном) изделия к моменту создания давления с другой стороны,Цель изобретения - повышение качества металла за счет предотвращения еговыдавливания внутренним давлением восевом направлении.3 99609Поставленная цель достигается тем,чтосогласно способу получения биметаллических трубчатых изделий, включающему заливку металла внутреннегослоя в зазор между стержнем и твердой основой иэделия, его кристаллизациюпод давлением с одновременным приложением противодавления к второму концустержня и извлечение стержня, одновременно с приложением внутреннего давления к залитому слою прикладывают осевые сжимающие напряжения, составляющие 0,1-0,2 величины давления вовнутренней полости изделия.Достижение указанной цели объясняется тем, что, приложив после заливки металла внутреннего слоя в зазормежду стержнем и твердой основой кзалитому слою осевые сжимающие напряжения, составляющие 0,1-0,2 величины, щдавления во внутренней полости изделия,одновременно с приложением внутреннего давления 30 кбар, предотвращаетсявыдавливание залитого слоя в осевомнаправлении. 251В известном способе наличие свободной торцовой поверхности создает воэможность выдавливания металла внурреннего слоя внутренним давлением восевомфнаправлении. Вследствие этоголибо получение бракованной отливки погеометрическим размерам залитого слоя,либо вытекания металла (в случае развития сквозной трещины в .затвердевшейкорочке металла в торцовой поверхнос 35ти).Предлагаемый способ позволяет избежать недостатков и обеспечивает стабильное получение годных отливок,40Положительный эффект приложения,. осевого сжимающего напряжения, составляющего 0,1-0,2 от величины давления во внутренней полости изделия обуславливается тем, что при создании давления, 15 меньшего 0,1 величины давления во внутренней полости изделия, его оказывается недостаточно для эффективного предотвращения выдавливания незатвердевшей сердцевины залитого слоя. При ложение осевого сжимаюшего напряжения выше 0,2 величины давления во внутренней полости изделия нецелесообразно, так как при величине давления во внутренней полости.до 30 кбар, ве личина осевого сжимающего напряженияв 3-6 кбар удовлетворяет указанным третребованиям. 1 4На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемогоспособа,Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из контейнера 1 высокого давления, в верхней части которого установлена крышка 2 и пооси которого выполнено цилиндрическоеотверстие, в котором закреплен стержень 3 с набором уплотнительных элементов 4. Стержень крепится и центрируется в крышке контейнера через промежуточную втулку 5 и связан с механизмом 6 создания противодавления. Наодной оси со стержнем находится плунжер 7, связанный с механизмом созда-.ния осевого сжимающего напряжения 8,Между крышкой и телом контейнера установлены уплотнения 9 и в контейнерзалита рабочая жидкость 10, Крышкаконтейнера со стороны, противоположной полости контейнера,. снабжена фланцем 11 и губками 12. для крепления наружной втулки 13 изделия.Способ осуществляется следующим образом,До начала процесса во фланцах 11крышки 2 устанавливается твердая основа многослойного изделия, которая крепится к контейнеру губками 12, фланцыпозволяют выставить наружную втулкустрого по оси устройства, исключая еерадиальное смешение по ходу процесса,чем обеспечивается минимальная разностенность готового изделия. Затем строго по оси контейнера 1 через промежуточную втулку 5, запрессованную в крышке контейнера, устанавливается стержень3 заданного диаметра с набором уплотнительных элементов 4, которые предотвращают проникновение рабочей жидкости 10 в полость изделия до начала процесса и прорыв жидкости при обработкевнутренней поверхности. После заливкив контейнер рабочей жидкости устройсяво подготовлено к осуществлению процесса, Затем в форму, образованную наружной втулкой изделия и стержнем 3 заливается жидкий металл сердцевины 14и начинается его кристаллизация настержне, В рабочей .полости контейнерасоздается рабочее давление до 30 кбар,которое начинает выдавливать, по мереохлаждения металла стержень 3, обжи- .мая при этом внутренний слой изделия.Для повышения эффекта уплотнения литого металла, обеспечения его необходимого качества и плотности соединенияЗаказ 794/211 Подписное ИИП ППП "Патент,од Ул. Проектная, 4 Филиал 599 слоев, одновременно с основным давлением Рприкладываемым к нижнему торцу стержня, прикладывается противьдавление Р, к второму концу стер кня. Одновременно для предотвращения выдавливания незатвердевшей сердцевины залитого слоя, механизмом 8 через плунжер 7 прикладывается осевое сжимающеенапряжение Рсоставляющее 0,1-0,2 величины давления во внутренней полости изделия, Синхронное приложение давлений РР и Р обеспечивает получение плотной отливки заданных размеров беэ внутренних дефектов. В конечной стадии процесса давление Р. сбрасывается для предотвращения явлейия "выстреливания" и окончательное извлечение отливки производится механическим воздействием со стороны механизма 6. Применение предлагаемого способа получения биметаллических трубчатых иэделий позволяет повысить качество металла,6091 6формула изобретенияСпособ получения биметаллическихтрубчатых изделий, включающий заливкуметалла внутреннего слоя в зазор междустержнем и твердой основой изделияего кристаллизацию. под давлением до30 кбар с одновременным приложениемпротиводавления к второму концу стержня и извлечение стержня о т л и ч а.10, ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла за счет предотвращения его выдавливания внутренним давлением в осевом направлении, одновременно с приложениемвнутреннего давле ния к залитому слою прикладывают основные сжимающие напряжения, составляюшие 0,1-0,2 величины давления вовнутренней плоскости изделия.Источники информации, 2 о принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР464447 кле В 28 В 2 1/00 19732. Авторское свидетельство СССР789241, кл. В 22 Э 19/00, 1980.