Способ получения биметаллических отливок

(57) Изобретение относится к литей производству, в частности к спос йолучения биметаллических отливок. изобретения - повышение качества вок. Способ включает последовательну ливку в изложницу центробежной ма металлов биметаллической пары. Затем мирование биметаллического соединени тем изменения площади его раздела, таллизацию и извлечение отливки. Из ние площади границы раздела уско процесс диффузии. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. льство СССР3/00, 1974.ство СССР13/00, 1984.ЧЕНИЯ БИМЕТАЛ(54) СПОСОБ ПОЛУ ЛИЧЕСКИХ ОТЛИВО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидет437564, кл. В 22 РАвторское свидетел1068217, кл. В 22 Р ному обам Цель отлию зашины форя пу- крис- мене- ряетИзобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения центробежным литьем биметаллических отливок, включающим последовательную заливку расплавов внешней и внутренней части биметаллического соединения.Цель изобретения - повышение качества отливок.На фиг. 1 - 6 представлены схемы устройств для различных вариантов осуществления предлагаемого способа.Пример 1. Валок изготавливают последовательной заливкой во вращаемую изложницу износостойкого металла 1 и расплава конструкционного металла 2.Изложница в которой размещен центральный валок 3, состоит из формирующего цилиндра 4 с дорожками качения и ограничительным буртиком, выполненными на периферии, и двух составных поршней, выполненных в виде двух штоков 5 и 6 и двух пробок 7 и 8. Изложница установлена на опорах качения 9 и 10 (фиг. 1). В исходном положении составные поршни максимально выдвинуты из цилиндра 4, а центральный валок 3 одним концом защемлен в штоке 5 и расположен в цилиндре 4,Отливку получают следующим образом.Изложницу в сборе приводят во вращение, затем последовательно заливают по стрелке износостойкий 1 и конструкционный 2 металлы, После заливки литейных расплавов штоки 5 и 6 начинают взаимно сближать (фиг, 2), при этом пробки 7 и 8 совместно деформируют износостойкий и конструкционный металлы до тех пор, пока весь внутренний зазор в изложнице не будет заполнен, а металлы внешней части не соединятся с центральным валком 3. Далее следует прессование литейных расплавов и кристаллизационная выдержка до образования монолитной отливки 11.На данном примере показан способ получения биметаллического соединения, когда деформирование контактирующих металлов биметаллической пары осуществляют уменьшением объема формообразующей полости изложницы, что в свою очередь ведет к уменьшению площади границы раздела контактирующих металлов,Параметры заливки износостойкого слоя (легированный магнием чугун): температура заливки 1350 С, время заливки 22 с, время выдержки до заливки конструкционного металла 40 с, конструкционного слоя 36 с (первые порции подают медленнее), температура заливки 1350 С, деформирование контактирующих металлов начинают сразу после окончания заливки конструкционного металла; время смыкания штоков 6 - 8 с, давление прессования 1,2 - 1,5 кг/см, кристаллизационная выдержка под давлением прессования 4,2 мин, Эксплуатация полученного биметаллического валка показала, что 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 при толщине внешнего износостойкого слоя5 - 7 мм обеспечивается надежная его работа без отслаивания по спаю.Пример 2. Изготавливалась емкость в виде полога биметаллического сосуда, внешняя часть которого выполнена из бронзыАЖ, а внутренняя - из алюминия маркиАЛ-З.Во вращаемую изложницу (фиг. 3),состоящую из корпуса 11, пробки 12, тарелки 13, заливают расплав бронзы 14 ипоследовательно расплав чугуна 15 (уровни заливки отмечены тонкими линиями). Далее осуществляют кристаллизационную выдержку до образования затвердевшей корочки бронзы 16 и алюминия 17, После кристаллизационной выдержки тарелку 13 перемещают влево. При этом расплавы бронзы иалюминия распределяются по поверхностикорпуса изложницы 11 (из-за разности удельных весов смешивания их не происходит).Поскольку температура плавления бронзызначительно выше, чем алюминия, основнаяего масса попадает в центральную часть(алюминий стекает с торцовых стенок к периферийным по стрелке на фиг. 4). Такимобразом получается бронзовая емкость, алитированная изнутри тонким слоем алюминияна торцовых стенках и толстым слоем алюминия на периферийной стенке.На данном примере показан способ получения биметаллического соединения, когда деформирование контактирующих металлов биметаллической пары осуществляютувеличением объема формообразующей полости изложницы, что в свою очередь ведет к увеличению площади границы раздела контактирующих металлов,Параметры заливки: внешнего слоя (бронза АЖ) температура заливки 1050 С,время заливки 12 с, время выдержки между заливкой второго расплава и окончанием заливки первого расплава 4 - 6 с; внутреннего слоя (АМ) температура заливки 780 С, время заливки 16 с (для предотвращения смешивания расплавов); время перемещения тарелки 3 - 8 с, время конечнойкристаллизационной выдержки 20 - 30 с,Металлографический анализ биметаллического сная, проведенный на вырезанныхобразцах, показал, что особенно в центральной части полученного биметаллического сосуда образовалось диффузионное соединениес прочностью на отрыв по спаю 6 - 9 кг/мм.Пример 3. Для серийного производствабиметаллических червячных. колес опробовано изготовление армированного червячногоколеса редуктора. Металл венечной части -оловянистая бронза марки ОФ 10-1, ступичной части - серый чугун.Во вращаемую изложницу (фиг. 5), состоящую из торцовых крышек 18 и 19, периферийных стержней 20, нажимных крышек21 и 22, огнеупорных накладок 23 и 24, толкателей 25 и 26, заливают расплав брон1286343 Фиг. 1 19 Фиг.,2 зы 27 и расплав чугуна 28 в виде тонкой пленки (залив по стрелке д). Далее, не прекращая подачи расплава чугуна, прикладывают усилия к толкателям 25 и 26 и смыкают нажимные крышки 21 и 22 При этом формообразующий объем изложницы начинает уменьшаться, а контактирующие расплавы деформироваться.После смыкания нажимных крышек 21 и 22 на заданную величину (фиг. 6) осуществляют полную заливку чугуна в изложницу.Параметры литья: бронза - температура заливки 1050 С, время заливки 9 с, масса заливаемой бронзы 8,2 кг; чугун - температура заливки 1350 С, время заливки присадочного чугуна (12) 8 с (время смыкания 1.=3 с), время заливки оставшегося чугуна (1 з) 6 с, масса всего заливаемого чугуна 24,2 кг. Анализ зоны спая показывает, что при объемном деформировании контактирующих металлов венечной и ступичной частей происходит деформирование границы раздела, последняя искривляется к центру отливки, образуя стопорный элемент в виде канавки на ступичной части. Кроме того, за счет относительного перемещения контактирующих металлов вдоль границы раздела образуется высокопрочное соединение (диффузионное), предел прочности на отрыв 1 О - 12 кг/см.Инициирование относительного скольжения по границе раздела контактирующих металлов, обусловленное объемным деформированием последних, позволяет получить более прочные биметаллические соединения чем те, которые образуются только за счет диффузионной миграции атомов контактирующих фаз через зону раздела.1 ОФорлсула изобретения1. Способ получения биметаллическихотливок, включающий последовательную заливку в изложницу центробежной машины 15металлов биметаллической пары, формирование биметаллического соединения, кристаллизацию и извлечение отливки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок, в процессе формирования биметаллического соединения изменяют пло щадь его раздела.2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что площадь раздела уменьшают путем совместного объемного деформирования металлов биметаллической пары, преимущественно со стороны торцов зоны их соединения.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что площадь раздела увеличивают увеличением объема рабочей полости изложницы./5 О ль О. Белковрес КорректорПодписноепо делам изобретенийшская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. П