Способ получения отливок

(5 ЗОБ ОПИСА Н ИДЕТЕЛ ЬСТВ ОРСКОМУ э меил 1 шение прочнок путем формиисталлической слое.поясняется чера схема получеаправленной ической форме; ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Институт проблем литья АН УССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК(57) Использование: производство отливок вметаллических формах, Цель: повышениепрочностных характеристик за счет формирования направленной кристаллическойструктуры в поверхностном слое, Сущностьизобретения: способ включает заливку в меИзобретение относится к литейному производству, в частности к специальным видам литья металлические формы, и может быть использовано при производстве отливок из черных, цветных и тугоплавких металлов сложной конфигурации, например компрессорных и турбиннь 1 х лопаток. Цель изобретения - повь стных характеристик отливо рования направленной кр структуры в поверхностном Сущность изобретения тежами, где на фиг,1 показан ния отливок с н кристаллизацией в металлталлическую форму сифоном перегретого на50-120 К выше температуры солидус расплава с линейной скоростью подъема металла в рабочей полости формы 50 - 300 мм/с,при этом используют литейную форму из .высокотеплопроводного материала, выполненную, по крайней мере, в нижней части ввиде пористой оболочки, заполненной легкоплавким материалом, с нанеСенными нарабочей поверхности вертикальнымимикробороздками, а охлаждение ведут с перемейной по высоте удельнойинтенсивностью теплоотвода, равной(3 - 9) 10 кВт/м с увеличением по 3 2следней сверху вниз. Литейную формуиспользуют преимущественно иди. 1 с.п. ф-лы. 1 з.п. ф-лы, 2табл,на фиг,2 - фрагмент стенки оболочки со специально подготовленной текстурой,Металлическую форму 1 с полостью в нижней части формы для дифференцированного охлаждения сверху вниз жидкого металла 2 и стенками оболочки со специально подготовленной текстурой устанавливают на поддоне 3, к которому подсоединена литниковая система 4. Жидкий металл заливают через литниковую систему и полость 5 формы. Заливаемый металл вступает в контакт с заполняющим поры 6 легкоплавким металлом 7, формирующим микробороздки, и, расплавляя его, дополнительно охлаждается. В результате дифференцированного охлаждения расплава вдоль оболочки посекциям 7 в поверхностном слое материала отливки образуется мелкодисперсная игольчатая структура с направлением зерен коллинеарно активированным канавкампор на поверхности внутри формы, Получа емые таким образом литые изделия с направленной кристаллической микроструктурой обладают высокими физико-механическими свойствами.П р и м е р 1. Компрессорную лопатку 10 толщиной 12 мм, высотой 250 мм отливали из сплава ВТ 20 Л в металлическую форму 1 из меди марки М 1 с толщиной стенки 5 мм и со специально подготовленной контактф ной неокрашенной поверхностью, охлажда емую технической водой, Охлаждени. вели с переменной по высоте удельной инт нсивностью теплоотвода, увеличивая его 2 сверху вниз от 3,0 10 до 9,0 10 кВт/м пропусканием воды по секциям 7 оболочки фор мы. Внутреннюю контактную поверхность пористой стенки формы (бп = 0,1 - 0,3 мм) после заполнения пор 6 легкоплавким металлом (техническое олово, Тпл = 230 ОС) предварительно обрабатывали наждачным 25 кругом так, чтобы микробороздки были направлены вертикально, В установленную на поддон 3 форму заливали сплав 2 через литниковую систему 4 сифоном в щелевой питатель в течение 2,5 с в полость 5. Получена 30 отливка с игольчатой структурой в поверхностном слое, для которой о,= 125. кг/мм (о, = 90 кг/мм для серийной лопатки, о,=32 кг/мм для образцов (слитка) по прототипу).П р и м е р 2. Прямоугольную пластину 100 х 140 х 4 мм отливали их сплава ВТ 5 Л, для чего форму 1 со специально подготовленной внутренней поверхностью из пор 6, заполненных легкоплавким металлом (оловом), на которую нанесено рифление в виде бороз док, ориентированных вертикально, устанавливали на поддон 3 и соединяли с литниковой системой 4, изготовленной из низкотеплопроводного углеродного материала, Охлаждение производили такжедиф Ференцированно, прокачивая воду по секциям 7 с интенсивностью 3 10 кВт/мЗ 2 теплоотвода сверху 2 иэменяющейся по высоте до 9 10 кВт/м внизу полости формы, Заливку формы производили сплавом ана логичным образом. Получили отливку с ориентированной игольчатой структурой в ее поверхностном слое, для которой гт,= 98- 120 кг/мм 2,Значения параметров и свойств отливок, полученных предложенным способом, сведены в таблицу, иэ которой следует, что отливки 3, 4, 5, полученные при заливке с предложенной температурой перегрева сплава 50 - 120 К, со скоростью подъема металла в полости формы 50-300 мм/с и переменной по высоте интенсивностью охлаждения(3-9) 10 кВт/м имеют направленную кристаллическую структуру материала отливки в поверхностном лое с ориентацией зерен и игольчатой формой кристаллов, которые имеют более высокий предел прочности на разрыв ( гЪ= 120-125 кг/мм ) по сравнению со значениями его2для серийной лопатки и по прототипу (90 и 32 кг/мм соответственно),Использование изобретения позволяет повысить прочностные характеристики отливок на 20 - 25 за счет формирования направленной кристаллической структуры в поверхностном слое.Формула изобретения 1, Способ получения отливок, включающий эалиоку расплава сифоном в металлическую форму, кристаллизацию и принудительное охлаждение отливки, о т л ич а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения прочностных характеристик отливок путем формирования направленной кристаллической структуры в поверхностном слое, заливку ведут перегретым на 50-120 К выше температуры солидус расплавом с линейной скоростью подъема металла в рабочей полости литейной металлической формы 50 - 300 мм/с, при этом литейную металлическую форму используют из высокотеплопроводного материала, выпоЛненную, по крайней мере, в нижней части в виде пористой оболочки, заполненной легкоплавким материалом, с . нанесенными на рабочей поверхности вертикальными микробороздками, а охлаждение ведут с переменной по высоте удельной интенсивностью теплоотвода, равной (3 - 9) 10 кВт/м с увеличени 3 2ем последней сверху вниз. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я " тем, что литейную металлическую форму используют из меди.1799679 Продолжение таблиц оогласнОпытные данные ви рототипу. иближенных к получению стального слитка усло1799679 Корректор Л.Пилипенко дакто оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1127ВНИИПИ ставитель В.Московкхред М,Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5