Способ штамповки из жидкого металла

(19) И ц 4 В 22 П 18/02 ИЗОБРЕТЕН ОПИСА ЕЛЬСТВ жидкого 1979, е пуль- штам- тверде- произНИИПТ -ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ АВТОРСКОМУ Сви(56) Батышев А.И, Штамповкаметалла. - М.: Машиностроениес.5-8.Потураев В.Н. и др. Влиянисирующего давления на процесспавки металла в период его завания./ В сб. Заготовительноеводство. Вып. 12. - Краматорск,МАШ, 1972, с.107-110.(54)(57) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ИЗ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, включающий заливку металла в форму, наложение на металл в процессе кристаллизации пульсирующего давления и извлечение отливки, о т 4л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и физикомеханических свойств отливок, наложение давления осуществляют с различной частотой, располагаемой в порядке возрастания, при этом величину давления изменяют от нуля до номинального значения.Изобретение относится к литейному производству, в частности к штамповке из жидкого металла.Цель изобретения - повышение качества и физико-механических свойств 5 отливок.На чертеже представлен график наложения давления.Способ осуществляют следующим образом. 10В нагретую форму заливают жидкий металл и прикладывают к нему пульсирующее давление, величина которого меняется мгновенно от нуля до номинального значения. Давление приклады вают с различной частотой и в течение всего времени кристаллизации отливки. Величина последующей частоты пульсации больше величины предыдущей, При этом общее время наложения давления 20 зависит от рода сплава, его температуры перегрева, массы отливки и ее конфигурации и определяется известной формулой25 где 3 - толщина слоя затвердевшегометалла, м;о - время с момента начала затвердевания, ч;ш - коэффициент затвердевания,м/ч;я вкоэффициент, зависящий от ма,териала литейной формы (ин- .тенсивность теплоотвода) 1Как показывают эксперименты и про- З 5 веденные расчеты, время наложения давления одной частоты пульсации Г, - это время кристаллизации расплава и составляет примерно 807 общего времени. Время наложения давления с дру 40 гой частотойсоответственно составляет 203 общего времени.Фактически наложение давления с другой частотой пульсации производят после прохождения кристаллизационного45 периода, когда почти весь объем расплава состоит из твердой фазы. В этот период для преодоления возросших сил трения требуется приложение давления с более высокой частотой.Управление структурообразованиемотливки на основе физико-химическоймеханики заключается в разрушении первоначально образовавшейся затвердевшей корки и,"арочных" мостов, чтоспособствует равномерному распределению деформации и получению четких контуров отливки. Причем почти мгновенное возрастание давления от 0 до номинального значения, повторяющееся за каждый цикл пульсации, позволяет снизить требуемое технологическое усилие при прессовании в 5-10 раз, если бы оно осуществлялось наложением давления с постоянной частотой пульсации вследствие улучшенных условий дефор мации: при разгрузке металл хорошо течет и следовательно, образующиеся в процессе кристаллизации микродефекты, завариваются.Все это уменьшает среднюю величину зерна, изменяет состав и характер распределения фаз, повышает однородность за счет уменьшения степени развития ликвационных процессов, равномерного распределения неметаллических включений, повышает степень дегазации расплава, и как следствие повышает физико-механические свойства отливок,Поскольку затвердевающий расплав металла состоит одновременно из флуктуации зародышей, образовавшихся кристаллов неодинаковой массы размеров от долей микрона до нескольких сотых милиметра и жидкой фазы, то пульсирующая нагрузка различной частоты, накладываемая одна за другой, весьма эффективна, так как при этом скорость перемещения образовавшихся кристаллов становится достаточной для уменьшения сил трения и сцепления, что объясняется наличием оптимума частот для каждой интенсивности пульсации, размера и массы кристаллов, которые постоянно изменяются за весь период кристаллизации. При этом в каждый момент времени для по держания динамической синхронизации требуется изменение частоты нагрузки, которая по мере продвижения фронта кристаллизации, повышения сил трения и вязкости расплава должна увеличиваться.Способ осуществляют следующим образам. На прессе с пульсирующей нагрузкой устанавливают пульсатор, обладающий быстродействием при срабатывании нагрузочного клапана, герметичностью, большой пропускной способностью. Во время каждой нагрузки он поддерживает стабильное давление в рабочей полости цилиндра пресса при изменении других параметров гидросистемы, срабатывает по давлению, величина кото,0 48,8 5,48,9 рого легко регулируется с пульта управления.П р и м е р. Для исследования вли. яния пульсирующего давления на кинетику охлаждения и получаемую плотность отливок типа стакан и фланца диаметром 120, высотой 60 и толщиной 20 мм (масса 3 кг) сталь ЗОЛ готовят в,индукционной печи емкостью 60 кг. Расплав при 1600 С заливают с помо о щью мерного ковша в пресс-форму, установленную на столе гидравлического пресса пульсатором усилия 50 т с переменной частоты от 30 до 50 Гц с амплитудой 0,5 мм. 15Пресс-форму подогревают до 250 .С. Цикл прессования .отливки включает подготовку пресс-Формы, заливку расплава, прессование и удаление заготовки, что составляет 2 мин. 2 оОсциллографом Нодновременно фиксируют изменение температуры в тепловом центре затвердевающей отливки (термопары вводят в рабочую полость пресс-формы через прессующие 25 пуансоны); давление прессования и изменение величины перемещения пуансона определяют по показаниям реохордного датчика. Изменение частоты нагрузки фиксируют частотометром.Полученные в ходе эксперимента данные представлены в таблице. При этом прессование проводилось по технологии с постоянной частотой (опыты 1-5) и по предлагаемому процессу в режиме нагрузок различной частоты, накладываемьп одна за другой (опыты 6-10) в процессе кристаллизации и эатвердевания отливки.Как следует из таблицы,прессование с изменяющейся частотой пульсации давления (опыты 6-10), приводит к заметному повышению физико-механйческих характеристик металла по сравнению с прессованием нагрузкой при одной частоте (опыты 1-5). В обоих случаях обнаруживается явная тенденция снижения давления прессования, кто объясняется уменьшением сил трения эа счет наложения пульсации. Однако наложение одной частоты при крис. таллизации и другой в период затвердевания значительно повышает характеристики металла.,0,001 0,008 0,009 0,009 0,009 58,4 30,5 40 58,5 30,6 30 30,4 58,4 20 30,2 58,5 10 Составитель А.КузнецоваРедактор Н,Данкулич Техред О.Гортвай Корректор Е.Сирохман Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 0,009 0,009 0,009 0,009 0,009 0,009 Заказ 2726/ 11 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5