Способ заливки литейных форм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 2 0 37/О я АН УСС о-техноло скважинго объеди В.Л.К цкий , А.М опацкий, ,Н.Бондапан во СССР О, 1982. очник по, Метал ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблем литьи Специальное конструкторсгическое бюро герметичныхных насосов Производственннения "Молдавгидромаш"(54) СПОСОБ ЗАЛИВКИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к технологии заливки расплавов и может быть использовано в литейном производстве. Цель - улучшение качества отливок и повышение выхода годного литья, Заполнение формы с заданной скоростью начинают через литщповую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, затем заливку прерывают и делают выдержку металла, во время которой на зеркало металла в прибылях засыпают теплозащитный материал, а потом производят окончательную заливку через одну из прибылей до заполнения формы. Выдержку металла осуществляют в течение О, 1-0, 5 времени предыдущей ей заливки, а последующую заливку начи. нают с первоначально заданной скоростью и по достижении уровня металла в прибылях 2/3 их высоты скорость заливки уменьшают в 1,5-2,0 раза, ,1 з.п. ф-лы. 2 табл .Изобретение относится к областизаливки расплавов и может быть ис 1пользовано в литейном производстве.Цель изобретения - улучшение ка 5честна отливок и повышение выходагодного литья,Предложенный способ заливки применим для форм с открытыми прибылямии такая технология применяется, главным образом, для фасонных ответственных отливок, имеющих разные толщиныстенок и резкие переходы от тонких ктолстым местам. В этих случаях дляполучения отливок без усадочных раковин и рыхлот .необходимо создать условия гарантированной подпитки жидким металлом утолщенных частей и направленной кристаллизации,Заливку согласно предложенному 20способу начинают с заполнения формыс заданной скоростью через литниковую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, а затем производят перерыв подачи металла и его выдержку.Выдержка после прерывания заливки,равная 0,1-0,5 от времени заливки формы через чашу, необходима для обеспечения равномерной и спокойной первона чальной направленной кристаллизацииотливки. Если эта выдержка, менее 0,1от времени заливки формы через чашу,то не обеспечивается равномерная испокойная первоначальная направленная кристаллизация отливки, а такжеусложняется подготовка к последующейзаливке формы из-за нехватки времени.Если выдержка более 0,5 от временизаливки формы через чашу, то это при" А 0водит к перемерзанию металла в прибылях и последующая порция горячегометалла, заливаемая в открытую прибыпь, уже не расплавит его,Последующая заливка металла в од 45ну иэ открытых прибылей позволяет пополнить прибыли новой порцией горячего металла и тем самым улучшить питание отливок, так как горячий металлв прибылях увеличивает продолжительность питания. Это позволяет также,уменьшить объем прибылей на 5-107. Впервый момент дальнейшая заливка металла в открытую прибыль йроиэводитсяс той же скоростью расхода металла,что и при первоначальной заливке,Этообеспечивает интенсивное перемешивание и разогрев металла н нижней частиприбыли. При достижении уровня металла в прибылях, равного 2/3 их высоты, скорость расхода уменьшают в 1,5-2 раза для увеличения интервала пополнения прибылей горячим металлом и их интенсивной работы по подпитке отливки на последующих стадиях кристаллизации. Такой способ управления заливкой позволяет дополнительно уменьшить объем прибылей на 3-5 Е и улучшить качество отливок эа счет уменьшения усадочных раковин и рыхлот. Снижение скорости расхода менее чем в 1,5 раза не увеличивает существенно времени работы прибылей. Снижение скорости расхода более чем в 2 раза приводит к переохлаждению металла в прибылях и к ухудшению подпитки отливки.В начале выдержки после прерывания заливки через чащу на зеркало металла открытых прибылей, не участвующих в залинке (т,е. тех прибылей, через которые не производится последующая заливка), насыпают слой зкзотермической смеси из расчета 0,1- 0,15 кг на каждый квадратный дециметр поверхности зеркала металла, Наличие экзотермической смеси на зеркале металла в открытых прибылях с начала указанной выдержки способствует разогреву и поддержанию высокой температуры металла в них в период подьема металла по высоте прибыли при заливке и после. Это увеличивает время подпитки отливки горячим металлом на 10-15, При этом при заливке "горячего" металла в одну из прибылей в других прибылях металл поднимается уже частично охлажденным и поэтому подпитка отливки этими прибылями частично ухудшается. Указанный недостаток устраняет экэотермицеская смесь, которая компенсирует потери. температуры металла н тех прибылях, которые не участвуют в заливке, в результате чего питание всей отливки получается ранномерным. Слой экзотермической смеси менее 01 кг/дм не обеспечи 2вает должного разогрева и поддержания высокой температуры жидкого металла в прибылях в течение всего периода подпитки. Слой экзотермической смеси более 0,15 кг/дм приводит к нерациональному перерасходу ее.1В качестве экзотермической смеси для сплавов на основе черных металлов можно рекомендовать следующий состав, мас,Е: алюминиевый порошок11099 5 10 15 20 25 бабрак литья в свзяи с ликвидацией дефектов усадочного происхождения, позволяет уменьшить расход металла на прибыли и тем самым повысить выход годного литья. Формула 50 3 14марки АПВ 34; железная окалина (кузнечная) 33; шамотный порошок 33,Алюминиевый порошок является окисляемьм элементом в смеси, железнаяокалина - окислителем, шамотный порошок - наполнителем и теплоизолятором,Опытно-промышленная проверка предлагаемого способа была проведена наотливках корпусов гидронасосов 8 КЕ.ОУ 3.399 весом 48 кг (материал - нержавеющая сталь 12 Х 18 Н 9 ТЛ), По техническим условиям отливки испытываются гидравлическим давлением7,35 МПа, течь и потение не допуска-ются. По известному способу заливкапроизводилась в разовые песчаныеформы с закрытии прибылями только влитниковую чашу. Брак отливок по усадочным раковинам и пористости в среднем составлял 80%, С целью уменьшения брака была разработана новая технология заливки указанных корпусовнасосов по предлагаемому способу также в разовые песчанные формы, но ужес тремя открытыми прибылями.Заливка согласно предлагаемомуспособу применительно к указанным:отливкам производится следующим. образом, Расплавленная сталь 12 Х 18 Н 9 ТЛпри 1560-1580 С чайниковым ковшомзаливается в литниковую чашу формыв течение 14 с до заполнения открытыхприбылей на 1/3 их высоты. В этомслучае скорость расхода металла привесе отливки 48 кг и веса 1/3 прибылей 22 кг составляет48 + 22---- = 5 кг/с14Эта скорость определяется для каждой отливки индивидуально. При достиженииуровня металла в открытых прибылях, равного 1/3 их высоты, заливкув,чашу прерывают и дают выдержку 1,57 с. За время этой выдержки происходит равномерная, спокойная первоначальная кристаллизация отливки. Кроме того, выдержка способствует растягиванию времени подпитки отливки,чтов конечном счете положительно влияетна качество отливки. Сразу же послепрерывания заливки в чашу формы назеркало металла двух прибылей, неучаствующих в дальнейшей заливке, насыпают слой экзотермической смеси по0,2-0,3 кг в каждую прибыль (площадьзеркала металла каждой прибыпи равна2 дь 1 ). Зкзотермическая смесь вступает в реакцию с жидким металлом и в течение подъема металла по высоте прибылей при дальнейшей заливке разогревает и поддерживает высокую температуру металла. После указанной выдержки производят дальнейшую заливку металла из ковша в третью открытую прибыль (в которую не насыпали экзотермическую смесь) со скоростью расхода металла 5 кг/с до заполнения прибылей на 2/3 их высоты, после чего скорость расхода уменьшают до 2,5-3 кг/с,и с этой скоростью завершают заливку формы. Такой режим дальнейшей заливки обеспечивает питание отливки горячим металлом в течение полной ее кристаллизации и тем самым существенно улучшает качество литья. В результате залиЪки литейных форм согласно предлагаемому способу брак отливок 8 КЕ.003.399 уменьшился с 80 до 10%. Заливку литейных форм предлагаемым способом производили при различных режимах, Результаты заливки приведены в табл.1 и 2. Из табл.1 и 2 видно, что отливкиполучаются качественными при достижении металла в прибылях 1/3 их высоты,.прерывании заливки и выдержке0,1-0,5 от времени заливки формы через чашу при одинаковой скорости расхода металла до заполнения 2/3 высоты прибылей, после чего скорость расхода уменьшается в 1,5-2 раза, Расход экзотермической смеси наиболеерационален из расчета 0,1-0,15 кг на 40 каждый квадратный дециметр поверхности зеркала металла прибыли.Таким образом, предложенный способ литейных форм резко сокращает изобретения 1 Способ заливки литейных форм, включающий заполнение формы с заданной скоростью через литниковую чашу до подъема металла в прибылях на 1/3 их высоты, .выдержку металла, во время которой на зеркало металла в прибылях засыпают теплозащитный материал, и последующую заливку через одну из1411099 былях 2/3 их высоты скорость заливкиуменьшают в 1,5-2,0 раза, причем расход теплозащитного .ятериала составляет 0,1-0,15 кг/дм поверхности зеркала металла в прибыли.2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве теплозащитного материала используют зкэотермическую смесь. прибылей до окончательного заполненияформы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества отливок и повышения выхода годного литья,выдержку металла осуществляют в течение О,1-0,5 времени предыдущей ей заливки, а последующую заливку начинают с первоначально заданной скоростьюи по достижении уровня металла в приТаблица 1 Уров еньметаллав прибыОпыт Расход металла Расходметаллапосле ная заот конлях в моца выдержки до 2/3 высоты прибылей,кг/с заполнения 2/3 мент прерываниязаливки высотыприбылей,кг/с в чашу(по высоте) 1/4 Отливка годная 2 1/3 3 1/2 4 2/3 То же 2/3 2/3 2,5 Отливка годная 2/3 2,5 3/3 3/3 Отливка годная 3/3 3/3 То же 1011 Уровень металла в прибь лях при дальней шей заивке ормы (по вы" соте) Расход металла до прерывания заливки в чашу, кг/с Характеристика заливкии качество отливки В верхней части отливкипористость, при гидроиспытаниях появилась течь Металл прибылей закристаллизовался преждевременно.Пористость, Течь Увеличилось время заливки,металл в прибылях переохладился, имеются усадочные раковины Прибыли преждевременно за-кристаллизовались. В верхней части отливки пористость Увеличилось время заливки,металл в прибылях переохладился. Раковины в центральной части заливки Металл прибылей преждевременно закристаллизовался.Отливка имеет пористостьпод верхним фланцем1411099 Таблица 2 Характеристика заливкии качество отливки чашу до заливки в прибыль), с 1/3 1,0 0,1 1/3 1,5 0,1 Отливка годная отливка годная 0,1 1/3 7,0Металл в прибыпях частично закристаллизовался, доливаемый металл его полностью не расплавил, отливка имела пористость под верхним фланцем 0,1 1/3 9,0 1/3-3/3 5 0,05 1/3-3/3 5 1/3-3/3 5 Отливка годная 0,1 6 0,15 То же Часть экзотермической смеси неучаствовала в работе.Отливка годная 1/3-3/3 5 0,2 Составитель Т.ЧиркуноваТехредЛ.Олийнык Корректор В.Гирняк Редактор В.Данко Заказ 3512/12 Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Опыт- Уровень ная металла залив- в прибыка лях (повысоте) Время выдержки (отпрерыванияэ аливки В Расход экзотермической смеси на зеркало металла рибыли,;кг/дмНе успели за такое короткоевремя после заливки в чашузаливать в прибыль из одногоковша Металл в прибылях преждевременно эакристаллизовался. Отливка имела паристость в средней части