Способ получения отливок

Союз СоветскикСоциапистическмкРеспублик Оп ИСАНИЕизовеитенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1910349(51)М. Кл. В 22 О 27/04 с присоединением заявки РЙ 3 Ьоудврстеаииый комитет СССР(23) П риоритет по делам иэооретеиий н открытийОпубликовано 07.03.82. Бюллетень И 9 Дата опубликования описания 07.03.82./ щщ. нститут проблем литья АН Украинскот" .СР/ 7) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВ Ор Изобретение относится к области литейного производства, в частности к способам изготовления фасонных отливок преимущественно из сплавов на основе алюминия.В процессе кристаллизации отливки между ее поверхностью и Формой образу. ется зазор, резко снижающий интенсивность теплоотвода, что обычно отрицательно сказывается на направленности затвердевания и условиях питания в массивных узлах отливки.Известен способ уменьшения зазора созданием в зоне контакта между отливкой и Формой разрежения, что практически осуществляется при литье вакуумным всасыванием 11 . Всасывание расплавленного металла в Форму по этому способу осуществляется созданием перепада давлений над металлом в раздаточной емкости и в полости литейной формы. Заливка производится при плавном росте разрежения для обеспечения спокойного заполнения 2Формы металлом. После заполнения фмы металлом производится поднятиеразрежения в ней со скоростью 10020 мм рт. ст./с до величины 410600 мм рт,ст.Однако известный способ не обеспечивает плотного контакта отливки сФормой, так как за время заливки ипоследующего роста разрежения в пристеночном слое успевает образовать" тф ся корочка твердого или твердо-жидкого металла, что особенно характерно при литье в металлические формы.Также известен способ заливкифорью, в которой перед заливкой создают разрежение, затем после открытия стопорного устройства металлиз расположенной над формой зали-.вочной воронки впрыскивается в полость Формы 2. Недостатком этого способа является невозможностьобеспечения плавного заполненияФормы жидким металлом из-за наличия в процессе заливки существенно"9) 0349 где дР го перепада давлений между полостью формы и внешней средой над зеркалом металла в заливочной воронке.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ литья в пористые металлические формы 13). По этому способу обе половины формы устанавливаются в каркас, состоящий из двух частей (одна часть неподвижная, другая подвижная). 11 осле сборки формы производят вакуумирование полостей, расположенных снаружи от полуформ. Затем в форму заливают металл, делают выдержку для кристаллизации и извлекают отливку.Недостатком этого способа является, то что одно и то же разряжение создается на всех участках формы, в результате чего за счет уменьшения зазора по всей контактной поверхности происходит ускорение затвер девания всех частей отливки, как массивных, так и тонкостенных, При этом не достигается направленности затвердевания, условия питания не улучшаются, а в массивных узлах отливки неизбежно образуется пористость,Целью настоящего изобретения является улучшенис условий питания и повышение плотности фасонных отливок.11 оставленцая цель достигается тем, что в известном способе, включающем заливку расплава в литейную форму и его кристаллизацию под вакуумом, согласно изобретению литейную форму подвергают дифференцированному вакуумированию в пределах 10-600 мм рт. ст причем по мере увеличения массивности узла отливки, удаленного от прибыли, увеличивают степень вакуумирования этой части формы по зависимости:- Г - )дР 4.с т,величина снижения давления по отношению к атмосферному, мм рт. ст.,у военная приведенная толщина рассматриваемого участка отливки, мм,время кристаллизации при отсутствии разрежения, с,требуемое время кристаллизации для обеспечения принципа направленности затверде 4вания отливки(1 задаетсяна 10-207 меньше времени затвердевания предыдущего участка со стороны прибыли), с,5 С - коэффициент, учитывающий типсплава (С=0,04-0,07 при литье в неокрашенный кокильсплава АЛ 2) .На чертеже представлена схема осу О ществления способа.Форма собирается из половинок кокиля 1, в стенки которого запрессованы газопроницаемые вставки 2, обеспечивающие вакуумирование соответству ющих частей отливок за счет соединения их с вакуумным насосом через штуцеры 3.В способе создаются такие условиятеплообмена, при которых обеспечива О ется направленность затвердевания ипитание всех частей отливки в процессе кристаллизации, а также повышается плотность и механические свойства литого металла.25 Отливки по предлагаемому способуполучают следующим образом.В литейной форме напротив массивных узлов отливки устанавливают газопроницаемые металлические вставки ЗО 1 например, игольчатые или пластинчатые), соединенные с вакуумным насосом. После сборки формы в каждойвставке в зависимости от массивности узла и удаления от прибылис помощью специального регулятораустанавливается разрежение 10600 мм рт.ст. Затем Форма заливается металлом. В процессе заливкижидкий металл за счет вакуума прижимается к рабочим стенкам вставоки в зависимости от величины разрежения создается требуемая плотностьконтакта и интенсивность теплоотвода. Тонкостенные участки отливкизатвердевают при обычных условияхс меньшей скоростью. Благодаря этомусоздается направленность затвердевания, обеспечивается нормальноепитание и отливка получается плотной.Верхний предел сокращения временипо сравнению с длительностью затвердевания предыдущего участка ограничен 207, гарантирующиминаправленность затвердевания и хоро ши е усло Вия пи т анияНижний предел (107) выбран из условия обеспечения минимальной направленности затвердевания, поскольФормула изобретения 45 ку, как показывает опыт, действительные значения коэффициентов затвердевания могут отличаться от усредненных (расчетных) также примерно на 07 Поэтому снижение. этого . 5предела может привести к тому, чтона отдельных участках отливки принцип направленности затвердеванияокажется нарушенным.Интервал давлений, который не Оприводит к существенному ухудшению качества отливки при использовании предложенного способа, заложен вуказанном интервале допустимых значений 7 (на 10-207. меньше времени затвердевания предыдущего участка со стороны прибыли), Ьолее значительные отклонения дР в ту или иную сторону приведут к соответствующему уменьшению или увеличению 20 времени, из-за чего в первом случае (чрезмерное сокращение) снизится возможность организации направленности затвердевания последующих участков отливки, более уда ленных от прибыли по сравнению с рассматриваемым, а во втором (чрезмерное увеличение Т ) не будет достигнута цель организации направленности затвердения рассматриваемого ЗО участка.П р и м е р. В лабораторных ус - ловиях обычной заливкой в кокиль сплава А 12 получали отливки переменного сечения, как показано на чер-З 5 теже. Температура заливки сплава 750 С. Тонкостенные участки отливки (зоны 1, 111, Ч) толщиной 16 мм затвердевали за 28 с, а толстостенные участки (зоны 11, В)затвердевали за 40 с. Из-за отсутствия направленности затвердевания в массивных узлах отливки образовывалась осевая пористость,. Вторую серию таких же отливок получали по предложенному способу. В каждой половинке кокиля 1 в зонах 1-Ч выполняли углубления, в которые запрессовывали вставки 2, набранные из стальных пластин толщи ной 0,8 мм, 11 осле сборки формы с помощью вакуумного насоса через штуцера 3 в полости между газопроницаемой вставкой и корпусом создавали разрежение; в зоне 11- 60 мм рт.ст, в зоне " 20 мм рт.ст., в зонах 1 М-Ч " 300 мм рт.ст. В результате этого после заливки имело место направленное затвердевание частей отливки в сторону прибыли. 1 родолжительность затвердевания участковсоставляла: зона Ч - 11 с, зона 1 Ч16 с, зона- 20 с, зона- 25 с,зона 1-28 с. 1 олученные таким способомотливки не имели пористости, а прочность образцов, вырезанных из центральной зоны, повысилась на 307Использование предлагаемого способа получения отливок в формах с вакуумируемыми газопроницаемыми вставкамипозволяет по сравнению с существующими способами за счет создания направленности затвердевания и улучшения условий питания устранить пористость и повысить на 20-407. механические свойства литого металла.11 овышается равномерность структуры и свойств металла отливок переменного сечения. За счет сокращенияпродолжительности затвердевания на25-307 увеличивается производительность,Экономический эффект при литье алю.миниевых сплавов но предварительным расчетам составляет 140 рублейна тонну годного литья,. Способ получения отливок преимущественно из сплавов на основе алюминия, включающий заливку расплава в литейную форму и его кристаллизацию под вакуумом, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, .что, с целью улучшения условий питания и повышения плотности фасонных отливок, литейную форму подвергают дифференцированному вакуумированию в пределах 10- 600 мм рт.ст., причем по мере увеличения массивности узла отливки, удаленного от прибыли, увеличивают степень вакуумирования этой части форкц по зависимости сГ" 1 )1 Р:4где ЬР - величина снижения давленияпо отношению к атмосферному, мм рт.ст.,б- удвоенная приведенная тол"щина рассматриваемого участка отливки, мм,С - время кристаллизации безвакуумироваьсия;91 349 Т - время необходимое для обеспечения направленностикристаллизации,С - коэффициент, учитывающийрод сплава С=0,04-0,07 прилитье в неокрашенный кокильсплава АЛ 2) .2. Способ получения отливок пои. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что Т выбирают меньше времени эаоставитель Б.иколаевехред И, Гайду Редактор Н.Аристов рректор М.Демчи Заказ 968 853 Пнного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д. одписное ород, ул. Проектная,/11 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 13035, Г 1 осква, Ж щиал П 1 О 1 "Патент", г. Уж твердевания предыдущего участкасо стороны прибыли на 10-20 У.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1, Авторское свидетельство СССР9 554943, кл. В 22 О 27/6, 1977.2. Патент Франции В 1594846,кл. В 22 О 27/00, 1970.3. Патент Японии Ф 51-45532,О кл. В 22 О 27/16, 1978.