Способ изготовления отливок

Изобретение относится к литейному производству конкретно, к производ ству отливок из сплавов, склонных к ЛИКВЕЦИИ ПО ПЛОТНОСТИ.Цель изобретения - улучшение ка 5 чества отливок за счет исключения ликвации по плотности.При осуп 1 ествлении предлагаемого способа расплавля 1 от шихту с получением однофазного жидкого раствора спле ве, залива 1 от и охлаждают такой раст-. вор в ФормЕ, размец 1 енной в специальном устройстве, которому сообщаят колебательные движения по круговой траектории, расположенной выше своего центра. При этом в частицах жидких или твердых фаз, выпадавших в процессе охлаждения, а также в объемах маточного раствора, окружающих эти частицы, возникает переменное во времени центробежное ускорение, среднее значение которого возрастает с увеличением частоты и амплитуды создаваемых колебаний, 25При величине центробежного ускорения в верхней точке середины цикла ко- лебаний, равной удвоенной величине ускорения силы тяжести, на материальную частицу действует величина ускорения, равная ускорению силы тяжести, но направлейная вверх, В моменты остановок при колебательно 11 движении это ускорение равно нулюпоэтому возникают колебательные движения выпада 1 пщих из жидкого раствора вкл 1 пчений с сохраняющимся на одном" уровне повертикали центром их колебаний, При достаточно высокой вязкости используемого жидкого раствора величина амплитуды колебания и траекторля движения частиц выпавшей Фазы может практически совпасть с амплитудой и траекторией двих,ения частиц маточного раствора, Окружающего выпавшие частицы, В этом случае при вертикаль-ной составля 1 ощей среднего значенияцентробежного ускорения 1 а с ) 1 = ц уСкорение силы тежести уравновашивеется центробежным ускорением как в диспергированных частицах, так и в дисперсионной среде, Сплав практи- . чески находится в состоянии невеса" мости и различие .плотности его Фаз не мешаеч их свободному перемешиванил,55При недостаточной вязкости жидкого раствора колебатегьное движе,.ние аь 1 паданнцих частиц отстает отдвижения частиц окружа 1 в 1 его маточного раствора, 11 ри этом амплитуда когебания выпадающих частиц окез 1.веется меньшей, е радиус траектории колебаНнй больп 1 нм, Чем у чаСткц Маточноро раствора, и в выпавших частицах возникает меньшее по величине центробежное ускорение, чем в маточном растворе. В результате в рассматриваемои системе одновре 14 енно состояние невесомости всех Фаз сплаве никогда не достигается.Для последнего случая получение качественных сплавов может быть осуществлено путем уравновешивания удельных весов маточного растворе и выпадающей Фазы. Определение режимов такой обработки для сплавов с более легкой дисперсной фазой - сплава свинце с небольшим колияеством алюминия и с более тяжелой дисперсной Фазой - сплава алюми 11 ия с небольшим количествамсвинца заключается в следующем.Исходнь 1 е данные: в обоих сплавах центробежное ускорение в дисперсной Фазе на 207. меньше, чем в дисперсионной среде, плотность жидкого свинца 10,3, а ал 1 пминия 2,4 кг/м , среднее значение вертика 11 ьной составляющей центробежного ускорения, при которой наступает уравновешивание удельных весов свинца и алюминия Г а 31 и 1.ар 1 ,. плотность Фез и; и 1 двертУсловие равенства измененных под влиянием центробежного ускорения плотностей отдельных Фаз определяется уравнением(1) Для сплава с дисперсной фазой из алюминия и дисперсионной средой из свинца, подставляя в (1) значение а,)в"= .О,ЯЕа,3 с, находим величины центробежного ускорения 1. а 3ВвР которое. возникает в дисперсионной средеа = я "0,94Ф ша паЦентробежное ускорение в дисперснойФазе (в алюминиевом сплаве) на 20 меньше1 а, ) веР: 0,80,94 = 0,75 ДДля сплавов с дисперсной Вазой изсвинца по аналогиивер .1.а ср 3 с 15 О 7247 шатуна врвщвется с помощью эксцентрика кривошипв 6, соединенного с элекромотором 7, Колебательные движения стержнямогут быть созданы любым другим известным способом,В исходном состоянии в крайнем верхнем положении эксцентрика стерженьзанимает вертикальное положениеПри этом углы поворота вала эксцентрика и отклонения стержня от вертикального положения равны нулю. При повороте эксцентрика по часовой стрелке на угол - стержень отклоняГ2ется от своего вертикального положения на максимальный угол Ч ч макс При дальнейшем вращении этого ввлв стержень возвращаетсл в вертикальное положение, затем отклоняется на угол - Ч"в обратном направлении и при угле = 2 й возвращается в исходное положение.При достаточной малой по сравнению с длиной шатуна 5 величине эксцентриситета кривошипа .б отклонение оси шарнира 4 по горизонтали может быть принято равным гз 1 п а, Следовательно, гз 1 п а =Кз 1 пи э 1.п Чг- э.п о . Максимальная скоростьКдвижения оси шарнира 4, возникающая при вертикальном положении стержня , может быть приравнена к окружной скорости оси эксцентрика: Тгп ЭОгде и - число оборотов в минуту двигателя,При этом текущая скорость оси шарнира 4 равна Огп- гоз о, ЗО Скорость движения центра массы охлаждаемого расплава увеличивается. враэ и равна17 гпту= - соа .з . ЗОВ Нв чертеже приведена схема устрой- . ства для возбуждения центробежного ускорения в охлаждакших расплавах, реализующего предлагаемый способ,Устройство состоит из стержня 1, нижний конец которого закреплен на оси 2, позволяющей совершать этому стержню колебательные движения, Иа другом конце стержня жестко закреплена форма 3 с охлаждаемым расплавсм, Стерженьс помощью шарнира 4 связан с шатуном 5. Пругой конец этого 50 Текущее значение центробежного ускорения, возникающего в центре массы охлаждаемого пасилава, при 1 тсм равнс,7 з 17 гпР оОд; Среднее зиачеиие создаваем;го центробежного ускорения а, ф псчити 1Ъас ЗсОф 8 ф 35 = 1 ю 088ввртВ этом случае величина центробежного 5ускорения превосходит величину я, иравенство плотностей рассматриваемыхфаэ наступает в условиях; когда расплав прижат к верхней крышке Рормы,Помимо вертикальной составляющейцентробежного ускорения, снижающейвеличину 8, частицы маточного раствора и диспергированные в этом растворе частицы подвержены влиянию горизонтальной составляющей центробежного ускорения Га 1 и ускорениюколебательного движения формы. Велиэ горчина аг достигает своего максимального значения прн максимальныхабсолютных значениях угла у и ско 20рости ЧО, Во всех случаях она направлена в сторону от центробежногоположения кристаллизатора, и поэтомуполностьюуравновешивается эа каждуюполовину периода колебаний при изме 25ненении угла р от -(р цо +Ч иот + до - у,Ускорение колебательного движения направлено по касательной к траектории центра тяжести кристаллиэатора30в сторону его среднего положения,горизонтальная составляющая этогоускорения, квк и горизонтальная сос-тввляющая центробежного ускорения,уравновешивается эа каждую половину З 5периода колебания кристаллиэатора В1тех случаях, когда вертикальная составляющая рассматриваемого ускоре -ния в дисперсных частицах оказываетсяменьшей, чем в окружающей среде, траектория таких частиц деформируется всторону увеличения ее радиуса, что всвою очередь приводит к снижению создаваемого в них центробежного ускорения,459 1597247 число и оборотов В 1 мин эксцентрика кривошипно-шатунного механизма определяют по зависимостии42,3К 15т ф г р Н" 42 3швФ ам Р1-(ц( щвФ фмр где я - отношение центробежногоускорения, возникавшего ввыпадаюшей Фазе, к воэника ющему в маточном растворе,ш- плотность частиц выпадающей Фазы;ш - плотность маточного растМ Рвора,25 а при возбуждении колебаний электроФмагнитными импульсами, их частоту ппринимают равной 4 42,3- 1 /мин. С п м Составитель 10, Яковлев Техред И,Дидык И, Горна рректор М,Кучеря Реда 3025 Тираж 624 ПодписГосударственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/ а при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина где Е, - расстояние от оси крепленияшатуна на колеблющемся стержне до оси колебаний, м,1 10г - эксцентриситет эксцентрика,а 1 пЧм ерф е коэццициент, равныймкссреднему отношению вертикаль ной составляющей центробежного ускорения к среднемузначению его полной величины, где (р- максимальное отклонение олебляпегося стержня от его вертикального положения, рад 1Е врасстояние от центре тяжести расплава до оси колебаний, и,а при возбуждении колебаний электромагнитными импульсами их частоту и.принимают равной З.,Способ по и, 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что для сплавов с низкой вязкостью маточного раствора обеспечивают равенство средних значений измененного под влиянкем центробежного ускорения удельного веса маточного раствора и выпадающей Фазы эа счет частоты г, колебаний при использовании эксцентрикового,. механизма, которую принимают равной