Способ изготовления отливок

(5 П 4 В 22 П 27/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРФ 1136369, кл. В 22 Э 27/04, 1984.Патент США У 3991808,кл. В 22 0 27/20, 1976.(57) Изобретение относится к областилитейного производства, а именно кспособам изготовления отливок с мелкодисперсной структурой и может бытьиспользовано для получения отливокиэ жаростойких сплавов методом литья ЯОИ 0 ацд а.1 по выплавляемым моделям, Цель изобретения - иэмельчение литого зерна, повышение плотности и механических свойств металла отливок, Сущность способа заключается в том, что в литейную форму,.преимущественно керами- ческую,эаливаютжидкий сплав,одновременно вводя в его струю нагретые металлическиедобавки в виде жидко-твердой суспензии бестигельного переплавашихтовой заготовки, в качестве которой применяют гранулированный материал с мелкодисперсной структурой. Способ позволяет в 6-10 раэ уменьшить размер литого зерна, повысить прочность высо - колегированных сталей на 3-8 и пластич- а ность на 15-257. эа счет увеличения плотности металла .з . и. ф-лы, 1 ил., 1 табл.1 130Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к способамприготовления отливок с мелкозернистой структурой, и может быть использовано для получения отливок из жаростойких сплавов методом литья повыплавленным моделям,Цель изобретения - измельчениелитого зерна, повышение плотности имеханических свойств металла отливок.Сущность способа заключается втом, что в литейную форму, преимущественна керамическую, производят заливку жидкого сплава с одновременнымвведением в его струю нагретых металлических добавок в виде жидкотвердойсуспенэии безтигельного переплавашихтовой заготовки, в качестве которой применяют гранулированный металлс мелкозернистой структуройНа чертеже представлено устройстводля осуществления способаСпособ осуществляют следующим образом.В нагревательной печи 1, размещенной внутри вакуумной плавильно-заливочной камеры 2, производят нагревкерамической формы 3 до температуры1300-1600 К. Основную часть (60-807)заливаемого в форму металла плавят виндукционной тигельнай печи 4 и заливают в металлоприемную чашу 5, изкоторой через щелевай фильтр б очищенный от шлака и плен расплав поступает в рабочую полость литейнойформы. Одновременно с заливкой основной части расплава из печи 4 производят оплавление шихтовой заготовки7 в индукционном устройстве 8, Заготовку 7 предварительно получают смелкозернистой структурой иэ гранулированного материала или одним изспециальных методов литья, например,вакуумно-дуговой плавкой с заливкойметалла в кокиль с принудительнымохлаждением и вибрацией ега в процессе кристаллизации. Материал заготовки 7 имеет химический состав, одинаковый с шихтой, переплавляемой в тигельнай печи 4, В процессе оплавления заготовки 7 в случае необходимости ее могут дополнительно подвергатьвоздействию ультразвука с помощьюволновода 9 с целью увеличения интенсивности отделения твердотопливныхкапель от заготовки и повышения содержания твердой Фазы в заливаемомрасплаве,бб 41 2 По мере оплавления заготовку 7 постепенно опускак 1 т вниз. Расплав с5101520253035404550доведения температуры стали в тигеле до 1888 К (температура заливки по серийной технологии) расплав заливают с массовой скоростью 8000 г/с в Форму с литниковой системой, оснащенной щелевым фильтрам кольцевого типа с отверстиями шириной 1,5 мм, Фор130664 1 4охлаждение на воздухе, обработка холодом при -60 С, отпуск при 873 К.Результаты исследований свойств ь- отливок иэ стали ВНЛприведены втаблице.5Сравнение полученных результатовпоказывает, что применение новогоспособа изготовления отливок обеспема на основе электрокорунда имеет температуру 1373 К.Одновременно с плавкой шихты в тигельной печи проводят предварител ный нагрев шихтовой заготовки в уст ройстве бестигельной плавки при про водимой мощности 10-15 кВт, За 1,5 мин до слива металла из тигеля в форму включают формированный разогрев заготовки при максимальной мощности 10 на индукторе .80 кВт. Для обеспечения синхронного заполнения формы металлом тигельного и бестигельного переплавов слив металла из тигеля начинают после нагрева нижней торцовой части шихтовой заготовки в устройстве бестигельной плавки до температуры 1678 К, которая на 30 град, ниже температуры солидуса. Массовая скорость оплавления и стекания струи бести гельного переплава составляет 200- 230 г/с. Температура расплава в струе бестигельного переплава 1738-1728 К, т.е. в пределах 10 град. ниже температурыликвидуса, равной 1738 К. Количество 25 твердой фазы в расплаве составляет 20-257 (по диаграмме состояния) . Общая масса литейного блока, состоящего из трех вертикально расположенных плит 100 х 30 х 150 мм и литниковой 30 системы, 14,5 кг. ти металла,Для сравнения заливают формы с введением добавки в виде механически обработанного и нагретого до 1573 К прутка ф 18 мм в горловину литейной воронки40 мм, Отливки исследуют на прочность металла (методом гидро- статического взвешивания), определяют размеры литого (первичного) зерна 40 и механические свойства (на вырезан ных из отливок образцах),Заготовки образцов для механических испытаний термообрабатывают по режиму: закалка с температуры 1400 К, 45 Механические свойства Средний4 литыхзерен,мм металла,г/см3 7,848 7,855 7,850 7,850 0,2-0,8 1160 950 20,0 57,6 1,26 0,3-0,9 1165 1010 20,0 59,2 1,50 Из тигельной печи с добавкой суспензии бестигельного переплава 0,2-1,0 0,3-1,5 Технология заливки Плотность чивает измельчение зерна, повышениеплотности и механических св:йств металла в отливках.Кроме того, ввод металлических добавок в расплав в виде жидко-твердой суспенэии позволяет снять перегрев над температурой ликвидуса уже в процессе заливки (с 150 до 50 град.), что способствует снижению пригара отливокПрименение способа позволяет в 6-10 раэ кменьшить размер литого зерна, повысить прочность высоколегированных сталей на 3-87. и пластичность на 15-257 за счет увеличения плотносформула изобретения 1, Способ изгстовления отливок, включающий заливку в литейную форму, преимущественно керамическую, жидкого сплава с одновременным введением в его струю нагретых металлическихдобавок, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью измельчения литогозерна, повьппения плотности и механических свойств металла отливок в качестве металлической добавки используют жидкотвердую суспензию безтигельного переплава шихтовой эаготовки.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве шихтовой заготовки используют гранулированный материал с мелкозернистой структурой. и МПа ба 2 МПа 3,7 у,7 . КС 2 МДж/м1306641 Продолжение таблицы Механические свойства Среднийф литыхзерен,мм Технология заливки Плотность металла,3г/см,.5-5,0 1120 2,5-6,5 1105 0,5-4,0 1080 1,0-5,5 140 965 894 885 1010 20,5 56,0 1,10 4,0-8,5 1075 854 3,5-7,5 1097 2,3-6,4 1102 910 Среднее 921 тель В.АндреевМ,Ходанич Коррект Сост Роп ех аказ 1482/8 1 Подписноеого комитета СССРний и открытий Тираж 7 сударствен ам изоорет осква, ЖНИИПИ 13035,аушская наб. Проектная,Производственно-полигра ое предприятие, г.ужгоро Из тигельной печи с введениемпрутка в расплав (прототип) Редактор Э.Слига 7,846 7,857 7,853 7,825 7,846 7,820 7,836 7,841 7,817 7,820 7,829 0,3-1,5 1148 0,1-0,7 1135 0,2-0,9 1137 0,23-1,04 1139 26,4 58,6 1,31 23,0 63,0 1,40 22,8 59,3 1,22 18,2 52,5 0,93 19,0 51,0 1,02 17,5 53,0 0,85 16,4 52,0 1,05 14,0 47,0 0,75 14,5 50,0 0,90 17,1 51,6 0,94