Способ получения полиметаллических отливок

союз советскиСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 2 0 19/16, 7/О СССР НРцти ОСУДАРСТБЕННЫй КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ ПЬСТВ СВИ К АВТОРСК 12/22-02высо время скоро сплав 54)(57)АЛЛИЧЕСКИХ ЛИМЕустел ьв тановку в ной перег постоянная, завис теплофиэических с я отств ма -алив бразов тернала перего и, раэме ератур з о соста иэацию,отливки и те ваемых сплаво тем, что, соединени целью повышениясплавов разного сут с испальзованиерегородки, выпол 2. Спос ющийсян ч ау ведутпо вькоава,тем, что залищи и постоянны заливку в лительной с одина оростями ннои У.046(0Япони19/16,ранции19/00,СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ П ОТЛИВОК, включающи итейной форме разде. одки, одновременную нных ячеек сплавами разяи последующую их кристалт л и ч а ю щ и й с я,8012356 иэ наиболее тугоплавкого из заливаемых сплавов с толщиной, увеличивающейся кверху по зависимости перегородки навки, мм;заливки, мм ( Ь =аливки с,ь подъема заливамм/с1235048 где дЛ Л Изобретение относится к литейному производству и может бьггь использовано для изготовления полиметаллических отливок и слитков.Цель изобретения - повьппение качества соединения сплавов разного состава.На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа и определения постоянной А, на фиг, 2 - зависимость толщины перегородки от высоты заливки сплавов.Производят одновременную заливку сплавов разного состава (с одинаковыми скоростями подъема заливаемых металлов) в ячейки, образованные при установке в форму перегородки переменной толщины, при этом происходит непрерывное расплавление последней при соприкосновении с заливаемыми сплавами, в результате чего шлаковая корка не успевает прилипать к поверхности перегородки. Таким образом, устраняют опасность присутствия на границе между сплавляемыми металлами неметаллических включений.Перегородку выполняют переменной толщины, увеличивающейся вверх по зависимости толщина перегородки на высоте заливки, мм;высота заливки, мм (Л = 1), время с начала заливки, с; скорость подъема заливаемыхсплавов, мм/с,постоянная, зависящая от теплофизических свойств материала перегородки, размеров отливки и температур заливаемых сплавов, с (определяется опытным путем) . Перегородку изготавливают из наиболее тугоплавкого из контактирующихсплавов, что позволяет соединять меж -ду собой сплавы со значительно отличающимися свойствами, не опасаясьпри этом, что произойдет перемешива -ние их, так как количество тепла,поступающего в перегородку, изготов -ленную из наиболее тугоплавкого иэзаливаемых сплавов, хватает толькона расплавление перегородки в моментсмачивания ее расплавами,1 с это вместе взятое позволяетэначнгельно повысить качество полиметаллических отливок.Для определения переменной толщины перегородки предварительно определяют входящую в зависимость (1) постоянную А, Для этого в литейную форму 1 (фиг, 1) устанавливают перегородку 2, выполненную из наиболее 10 тугоплавкого из соединяемых сплавови имеющую постоянную толщину ь и высоту Ь , В перегородке 2 на определенных расстояних от ее основаниявысверливают параллельные отверстия 5 на глубину равную половине длины основания перегородки. Отверстия выполняют с торца симметрично относительно толщины перегородки, В отверстияустанавливают термопары 3. Контакты 20 и рмопар 3 подключают к потенциометру 4, Через литниковые каналы 5, сечения которых подбирают таким образом, чтобы обе лечить необходимуюскорость заливки по высоте, в полости 6 изаливают сплавы 1 и 11. Спомощью потенциометра ч снимают значения температуры перегородки наопределенных высотах,Преобразуя зависимость (1), поЗО лучают выражение для определенияпостоянной А оА= йР-(1 Л ), ( 2)Фиксируя время подъема расплава до заданного значения высоты установки термопары, на которой зарегистрирована температура плавления перегородки (или теилература, близкая к температуре плавления перегородки), и зная глубину проплавления перегородки, которая равна половине толщины в случае, если на термопаре зафиксирована температура плавления материала перегородки, а также зная скорость подъема расплавов, вычисляют значение константы А. Подставляя найденное значение А в выражение (1), определяют изменение толщины перегородки в предлагаемом способе (фиг,2) в зависимости от высоты заливки (времени заливки). После этого в литейную форму 1 устанавливают перегородку 2 переменной толщины, предварительно рассчитанной по зависимости (1), Перегородку вьполняют пз наиболее тугоплавког о иэ заливаемых сплавов. Через лнтниковые каналы 5 одновременно с одинаковыми и постоянными по1235648 35 ХИП при температуре Т = 1580 Си сталь 110 Г 13 Л при Т = 1450"С, скорость заливки по высоте при этом составляет 1 мм/с. В термопаре, находя щейся на высоте 1 = 50 мм, в момент,когда заливаемый сплав находится науровне Ь = 50 мм зафиксирована температура Т = 1530 С, соответствующая температуре плавления для материала перегородки (сталь 35 ХМЛ) исвидетельствующая об ее оплавлениина толщину Б = 5 мм., Подставляяполученные данные в зависимость (2),получают:8 - 05А= 1 Г (1 - -) = - Г 50 Г (1- Э =500 0,9 = 0,78 сЗатем подставляют значение А в за висимость (1), получают для толщиныперегородки ряд значений в зависимости от высоты заливки сплавов(времени заливки), которые сведеныв таблицу. 2,2 3,2 3,9 4,8 5,0 6,0 6,3 6,4 7,2 8,0 Н, ммН = Чс 1 О 20 30 40 50 60 70 80 90 100при А = 0,7810 20 30 40 50 60 70 80 90 100 с, с По расчетным данным на фиг. 2 пос 35 троена кривая 8.Учитывая, что при определении постоянной А используют перегородку постоянной толщины д = 1 О мм, значит .если при использовании перЕгородки 4 О расчетной толщины теплоемкость несколько больше, то для начального участка перегородки расчетной толщи - ны плавление происходит быстрее. Иэ этих соображений толщина перегородки выбирается по линии 9 (фиг, 2).Таким образом, перегородка имеет толщину в нижнем сечении 8 = 2,5 мм, ав верхнем 8= 8,0 мм.1Способ получения полиметаллическихотливок рассмотрим на примере получения биметаллической отливки.При получении биметаллической отливки в цилиндрическую Форму, имеющую внутренний диаметр Э = 400 мм и 5 высоту Н = 120 мм, устанавливают перегородку, выполненную из стали 35 ХМЛ с рабочей высотой= 100 мм высоте скоростями заливают сплавы 1 и 11, имеющие соответственно температуру заливки Т, и Т которые поступают в полости 6 и 7. Расплавление перегородки происходит одновременно с подъемом заливаемых сплавов,П р и м е р 1. В цилиндрическую форму, имеющую внутренний диаметр Р = 400 мм и высоту Н = 100 мм, устанавливают перегородку, выполненную их стали 35 ХМЛ, высотой Ь= 100 мм и постоянной толщиной Б = 10 мм. В торце перегородки, начиная с высо-, ты Ь = 30 мм, с шагом по высоте ь Ь =10 мм выполняют ряд отверстий, параллельных основанию перегородки, глубиной Ь= 200 мм, равной половине длины основания, таким образом, что продольные оси их находятся в плоскости симметрии боковых граней перегородки. В отверстия устанавливают термопары контакты которых подключают к потенциометру. Затем через литниковые системы заливают сталь(рабочая высота - выс ота расплавля емой части перегородки) и толщиной,меняющейся линейно по высоте и равной в нижнем сечении Б = 2,5 мм, ав верхнем 3 = 8,0 мм. Затем производят одновременную заливку расплавов(сталь 110 Г 13 Л при температуре заливки Т = 1450 С и сталь 35 ХИЛ приТ = 1580 С) с одинаковой скоростьюподъема Ч = 1,0 мм/с, которую поддерживают постоянной до конца заливки.После остывания отливки удаляют технологическую часть перегородки (свыступами для крепления в форме). Оценку качества полученной отлив. ки проводят по испытаниям на растяжение, Для этого из отливки вырезают три образца в сечениях, перпендикулярных плоскости перегородки на высотах 20,0; 50,0; 80,0 мм. Образцы выполняют в виде симметричных биметаллических пластин размером 380 х х 20 х 5 мм, Разрушение всех образцов происходит при одинаковой нагрузке1235648 Г,С 17 Я 70 70 Р,О 4,сч цг а аю пгРог. Г Составитель Т.КоролеваТехред О,Гортвай Редактор О.Бугир Корректор И,Иуска Заказ 3043/10 Тираж 757ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подпис ное Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная 4(Р = 6000 кгс) по менее прочной стали 110 Г 13 Л (предел прочности 6- 60 кгс/мм) при напряжениях, равных пределу прочности указанной стали., что указывает на высокое качество полученной отливки и на ее равнопрочность по всему сечению,Перегородка может быть выполненаиз третьего сплава, имеющего температуру плавления, близкую к температуре плавления наиболее тугоплавкогоиз заливаемых сплавов, но ниже нее,Использование предлагаемого способа позволяет при получении полиметаллических отливок устранить образование неметаллических включений в месте сплавления разных сплавов, которые значительно ухудшают качество получаемых отливок,Способ получения полиметалличес"ких отливок находит широкое распространение при соединении разнородныхсплавов, так, переход к изготовлению1 О полиметаллическихзвездочек гусеничных машин позволит сэкономитьсвыше 54 т дорогостоящей порошковойпроволоки для наплавки и значительноулучшить условия труда (уменьшить5 загазованность цехов при отказе отнаплавки),