Способ получения отливок радиально-направленным затвердеванием

034833 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9) З(51) В 22 О 27/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИИяяо,30 Угл о рдена ТруолитехничЖданова овог ский 04,а22 лико 27/,М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Горьковский оКрасного Знамени иинститут,им, А,А.(56) 1. Патент США Р 38кл. В 22 О 25/06, 1974.2. Акцептованная заяритании В 1438693, кл.1976,3, Акцептованная заявка ФРГ М 2242111, кл. В 22 О 27/04, 1980.4. Куксин А.С. Способ изготовле-ния отливок с ориентированной столбчатой структурой. - фЛитейное производство", В 11, 1964, с, 17-20.(.54)(57) 1. Спосов получения отли- ВОК РАДИАЛЬНО-НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕ" ВАНИЕМ, включающий заливку металла в литейную форму и подогрев прибыльной части отливки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения плотности отливок за счетсокращения ширины двухфазной эоны,дополнительно подогревают доннуючасть залитого в форму металла домомента прекращения движения конвективных потоков в осевой зоне прибыли, а подогрев прибыльной частиотливки осуществляют после отключения нагрева донной части залитогов Форму металла,2. Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что при изготовлении отливок из алюминиевыхсплавов переключение подогрева сдонной части залитого в формуметалла на прибыльную часть отливкиосуществляют в интервале температур710-730 С.3. Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что при изготовлении.отливок из стальных спла.вов переключение подогрева с доннойчасти залитого в форму металла наприбыльную. часть отливки осуществляют в интервале температур 16001620 С.35 Известен также способ производства отливок с направленно закристаллизовавшейся структурой. По этому способу форму устанавливают основанием на холодильную плиту и помещают в нагревательную камеру. Эта камера, расположенная над холодильной плитой, охватывает целиком всю форму и перед заливкой нагревается. Затем Форма медленно погружается в охлаждающую емкость, которая начинается у холодильной плиты, находящейся перед погружением частично в жидкости. 60 65 Изобретение относится к литейному производству и может быть исполь.зовано в металлургической промышленности при получении отливок ислитков,Известен способ получения отливок с направленной кристаллизацией,включающий применение круглой Формыи двух теплоизлучающих элементов,которые расположены концентрично сформой. Один из элементов находится 10внутри, а другой - снаружи формы.Круглая форма помещена на охлаждающую плиту, которая изготовлена из-высокотеплопроводящего материала.С помощью теплоизлучающих элементовформу предварительно нагревают выше температуры кристаллизации заливаемого металла 1 3.Однако по этому способу температурный перепад по высоте можно создать до заливки металла, лишь применяя металлические формы. Способне приемлем для песчано-глинистойФормы. Температурный перепад резкоснижается после заливки металла иразогрева им формы. 25Известен способ изготовления отливок с направленным затвердеванием, по которому тигель с металлом,расположенный в верхней части оболочковой Формы и саму форму помещают. в печь для расплавления металла, который затем перетекает вполости формы. Форму устанавливаютна холодильник. Печь имеет индуктор, выполненный из двух секций, одну исполЬзуют для расплавленияметалла, вторую - для нагрева Формы, После заполнения формы металломхолодильную плиту спускают постепенно для вывода Формы из печи и обеспечения направленного затвердевания 2.Однако направленность осуществляется с помощью подогрева формы вспециальной печи, а охлаждение - путем опускания затэердевающей отливки из печи и дополнительным охлаждением. Этот способ связан сиспользованием специальной печи,трудоемок и ограничивает номенклатуру получаемых отливок. 50 В этом способе используетсяприем охлаждения основания формы,а следовательно, и нижней частизалитого в форму металла.Боковой подогрев формы, который "поднимается" по мере продвижения фронта кристаллизации металла снизу вверх,поддерживаетперепад температур в направлениикристаллизации 33.Однако, этот способ сложен восуществленииНаличие нагреватель"ной камеры и охлаждающей емкостиограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конФигурации. Требуется специальноеустройство для медленного, с определенной скороотью, погружения формы в охлаждающую емкость, регулирование подачи охлаждающей жидкостии определенный токовый режим.. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способизготовления отливок с ориентированной столбчатой структурой, включающий заливку металла в литейнуюформу и подогрев прибыльной частиотливки,Форму нагревают, и отливки кристаллизуются в печи-кристаллизаторе. В печь на холодильную плиту устанавливают форму, нагреваемую карборундовыми нагревателями. В одном из вариантов исполнения используют дополнительно боковой холодильник, а нижний холодильник постепенно опускают вместе с залитойформой со скоростью 4-9 мм/мин )для создания определенной скорОстизатвердевания и перепада температур главным образом за счет бокового охлаждения), Постепенно обогреваемой оказывается только верхняя часть слитка. В этом способепри кристаллизации расплава в опускающейся форме макро- и микроструктуры получаются сравнительно однородными 4 .Однако нижний участок, примыкающий к холодильнику, приходится удалять иэ-за наличия разориентированных кристаллов. Способ характеризуется макроликвацией, особенно алюминия. В этом способе перепад температур создается в одном направлении: снизу-вверх и сложным техническим средством. Наличие нагре вательной печи и охлаждающей емкости ограничивает номенклатуру отливок и слитков по их размеру и конфигурации. Требуется специальное устройство для медленного, с определенной скоростью, погружения формы в охлаждающую емкость, регулирование подачи охлаждающей жидкости и определенный режим нагрева формы еЦель изобретения - повышение плотности отливок эа счет сокращения ширины двухФазной зоны.Цель достигается тем, что согласно способу получения отливок радиально-направленным эатвердеванием, включающему заливку металла в ли,тейную форму и подогрев прибыльнойчасти отливки, дополнительно подогревают донную часть залитого в форму металла до момента прекращения движения конвективных потоков в осевой зоне прибыли, а подогрев прибыльной части ведут после отключения нагрева донной части залитого в форму металла.Причем переключение подогрева сдонной части залитого в форму металла.на прибыльную часть отливки при изготовлении отливок из алюаминиевых сплавов осуществляют в,интервале температур 710-730 С.При изготовлении отливок из сталь ных сплавов переключение подогрева с донной части залитого в форму металла на прибыльную часть отливки осуществляют при 1 б 00-1620 С.До начала падения температуры в осевой зоне прибыли идет эатвердевание в радиальном направлении, затем преобладает осевая кристаллизация за счет изменения направления подогрева.На чертеже показано устройство для осуществления. предлагаемого способа.Устройство. включает литейную форму 1, рабочую полость, вспомогательную нижнюю полость 2, прибыльную часть отливки 3 и нагреватели 4 и 5, выполненные в виде спиралей.Способ осуществляют следующим . образом. Перед заливкой металла готовятлитейную форму 1, осуществляют прогрев донной части формы спиралью.4,заформованной в форму, В форму 1заливают металл и сразу включаютподогрев донной части отливки,который ведут до момента прекра- щения движения конвективных потоков в осевой зоне. прибыли, послечего. отключают нагрев донной части10 залитого в форму металла и осуществляют подогрев прибыльной части отливки,Предлагаемый способ прост в осуществлении, не требует жесткого тем.15 пературного режима подогрева .донной и прибыльной части, специаль.- ной печи.или камеры для этого,момент изменения градиента температур практически легко фиксйруетсяне требует определенного режимаохлаждения и подачи охлаждающейжидкости, а также часто связанногос этим перемещением отливки,универсален - он пригоден как для.высокотемпературных, так и для низко- .температурных сплавов. Эксперименты показывают высокое качество от-.ливок с выходом годного порядка 80Предлагаемый способ предназначендля управления процессом формиро 30 вания структуры крупных отливок и.слитков.В данном способе подогреваетоятолько тонкий прилив, расположенный в нижней части соосно,с отливЗ 5 кой, что обеспечивает подогрев верхней части отливки, подогрев осевойчасти слитка с целью сокращениядвухфазной эоны, а также активизацию конвективного переноса бо.- лее.горячих объемов жидкого метаЛла и вынос в верхнюю часть инородных частиц.-е- Заказ .5718/11 Тираж 813 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открнтий.113035, Москва, Ж"35, Раушская наб д.4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4