Способ получения отливок

И, А, Новохатский, В. 3. КсуньВ, И, Ладьянов, Ю,Б, Бычков о,И.С,В А, И, Пого 2) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательсвторичных цветных металлов иЗнамени одесскийполитехнич кий и прое ена Трудо кпй пасти(54) СПОСО ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛ к прокалино воздувк ою 1 2Описываемое изобретение относится галогенидов щелочных металлов с прок металлургии, в частности, к способам дувкой дегазирующими газами, напри- измельчения структуры металла отливок. мер хлором 4 или азотом. Способ может быть использован приплавке и литъе металлов и ях сплавов, Известный способ прост в осуществлеимеющих структурное превращение в жид- нии, однако не обеспечивает стабильного5ком состоянии, для производства отливо повышения герметичности отливок иэ за с повышенной герметичностью. , наличия в структуре конпентрированных,Прн перегреве расплава выше верхне- часто сквозных, газовых раковин, Он го предела протекания структурного прев-, имеет также следующие недостатки: ращения большая его часть успевает. пе-. во-первых, загрязнение флюсами за рестроиться в другую структурную моди- счет звмешивания при барботаже и новыфикапию. Под структурным превращением шенйый износ футеровки плавильных агре- в металлическХ расплаввх понимают из- гатов;менение типа ближнего порядка в упоря во-горых, флюсы необходимо доченных группировках 1 1, В сплавах . вать рли плавать для максимвль нв основе алюминия структурные превра- можного удаления влаги; щения подтверждены в работах 12133 в-третьих, применение, например. вШирокое применение в зарубежной составе флюса фторидов или,хлора в и отечественной технологии плавки и 20 качестве рвфнирукапего газа резко ухудлитья металлов и сплавов для производ- шает условия труда из-аа их склонности ства отливок с повышенной герметичнос" сублимировать; тью нашли способы обработки метвллур-в-четвертых, при про е газами негических расплавов флюсами на основе обходимо проявлять особ осторожность99410 и внимательность в работе во избежениевыбросов металла,Наиболее близок к предлагаемому способ обработки металлических расплавовимеющих структурные превращения, без 5применения модифицирующих и легирующих добавок, заключающийся во введениитвердой шихты того же химического состава с целью резкого снижения температуры перегретого расплава до температу 16ры заливки 5 3.Известный способ обеспечивает измельчение структуры отливок и разукрупнение(рассредоточение) газовых раковин. Од 15нако при этом сохраняется возможностьобразования концентрированных газовыхраковин, особенно в местах подвода металла к отливке, и неравномерное распределе. ние микропор.Цель изобретения является подавление ообразования в отливках концентрированньг: газовых раковин и обеспечение равномерного распределения остаточной.микропористости, чем обеспечиваетсяповышение герметичнос ти отливок..Поставленная цель достигается тем,что при получении отливок из металлови их сплавов, имеющих структурные превращения в жидком состоянии, преимущественно из алюминиевых сплавов, способомвключающим перегрев обрабатываемогорасплава и его последующее охлаждениедо температуры заливки, согласно изобретению перегрев обрабатываемого расплава ведут до темттературы превышающей верхний предел протекания его структурного превращения на 5 50 С, а охлаждение осуществляют до температурына 5-50 С ниже нижнего предела протеокания структурного превращения расплава, причем перегрев - охлаждение ведутциклично с числом циклов не менее двухраз. Время выдержки расплава в перегретом и охлажденном состояниях 2-10 мин.Копичество структурных модификаций 45;в расплавленном металле может бытьравно двум, если расплав имеет одноструктурное превращение, например железо и его сплав трем и более, еслив расплаве имеется большое количество 50структурных превращений..Цля маталлов и их сплавов, имеющих два и более структурных превращений в жидком состоянии, возможны раз, личные схемы осуществления. 55П р и м е р 1. В качестве шихтыиспользовали литейный сплав АК 5 М 2 вчушках, выплавленной из вторичного 9 4сырья (РЭСТ 1583 73), 0,1 кг сплава,имеющего температуры структурных превращений 730 и 850 С, расплавили,перегрели до 870 оС в лабораторнойпечи типа СШОЛ с автоматическим регулированием температуры в графитномтигле емкостью 2,3 кг. Перегретыйрасплав выдержали 10 мин, охладили доо840 С кратковременным погружениеммедного охлаждаемого холодильника, выдержали 10 мин при этой температуре.Температуру расплава снова подняли до870 оС. Цикл нагрев-охлаждение повторили дважды, Охлаждением при последнем термоцикле довели температуру до720 о С и с этой температуры расплавзалили в кокиль.Для определения влияния термоциклирования расплава на основе алюминия напневмо- и гидрогерметичность отливалив кокиль два вида втулок следующихразмеров:ф 50 х 2 5 х 70 иф 48 х 4 5 х 70,Первый типоразмер втулок испытывалина пневмо-гидрогерметичность без механической обработки (с литейной корочкой), второй - со снятием литейногокорочки на глубину в 1 мм по внутреннейи внешней поверхности втулки.В качестве критерия герметичностиво всех опытах было выбрано максимальное давление (пневмо- и гидро-), прикотором обнаруживали течь (Т) или разрыв (Р),Йанные об испытании полученныхвтулок приведены в таблице.П р и м е р 2, В условиях примера 1расплав перегрели до 890 С, выдержали 5 мин, резко охладили до 820 С,выдержали 5 мин. Цикл , повторили 3 раза, При 720 С произвели заливку маталла в кокяль. Данные об испытании отливок приведены в таблице.П р и м е р 3. В условиях примера 1расплав перегрели до 910 С, выдержали 2 мин, резко охладили до 800 оС,выдержали 2 мин. Цикл повторили 5 раз.Йанные об испытании отливок приведеныв таблице.П р и м е р 4 В условиях примера1 расплав перегрели до 800 С, выдерожали 2 мин и с этой температуры залили в кокиль,Данные об испытании полученныхвтулок приведены в таблицеП р и м е р 5 В условиях примера 1расплав перегрели до 860 С, выдержали в течение 3 мин, охладили до 720 О Свведением Яб г твердой холодной шихты(в виде кусочков чушки размером не более15 х 15 х 5) того же химического сосга, вавДанные испытаний см. в таблице,Пр и м е р 6, Количество сплава иусловия плавки как в примере 1. Плавление и перегрев до 800 о С осушествлялн под слоем тройного флюса (40% МаСО++ 20% Ма + 40% МаЯЙ.Р ). Продувоку азотом производили при 690 С, после 10 мин выдержки сплав залили в кокиль,Данные испытаний см. в таблипеП р и м е р 7. В условиях и в последовательности примеров 1-6 провели 5термоциклирование расплава АК 7 (ГОСТ1583-73, имеющего температуры струк-турных превращений 740 н 850 С.Перегрев во всех случаях осуществпялина ту же величину, Что и в условиях 20примеров 1-6,Данные испытания полученных отли- .вок в виде втулок занесены в таблицу.Предлагаемый способ измельчениязерна отливок металлов и их сплавов, . 2имеющих структурные превращения в. жидком состоянии, путем гермоциклированияих расплавов, обеспечивает повышениепневмогерметичности на 34-38%, гидрогерметичности-на 26-30% без примене- зония каких-либо модифицирующих, легирующик добавок рафинпровациия флюсами и. дегаэируюших средств.Способ легко осуществим в стационарных промышленных плавильных агрегатахс использованием, например, погружаемыхв расплав охлаждаемых холодильников,и допускает возможность механизациии автоматизации процесса термоциклиро 09 6вания. Возможны и другие схемы осушествления процесса. Термопиклирование поддерживает постоянное наличие в металлическом расплава смеси, находящейсяв динамическом переходе, Процесс непре-. рывной перес тройки различных модификаций с отличной друг от друга раствори-. мостью газов приводит к уменьшению газонасыщенности и измельчанию концен.трированных газовых раковин, равномерному распределению остаточной микропористости, повышению герметичности отливок. Предлагаемый способ обеспечивает, кроме того, иэмельчение и равномерное распределение неметаллических включений.Дополнительное преимушество предложенного способа - улучшение механических свойств металла получаемых отливок; предела прочнв:ги на 4.4-16% относительного удлинения - в 1,5-2,0 раза.Кроме того, способ позволяет интен- . сифицировать и оптимизировать процесс кристаллизации, повысить физико-химическую и структурную однородность отливок, повысить уровень и иэотропность .свойств литого металла.Экономический эффект при внедрении предлагаемого способа измельчения зерна алюминиевого. литья составляет ориентировочно 15,3 руб. на 1 тонне годного литья и достигается за счет сокрашения процента брака отливок по негерметичности, а также эа счет гарантированного соответствия сплава требованиям ГОСТа по механическим свойствам.При обьеме производства алюминиевых отливок в 100000 т годовой экономический эффект составит 153 000 руб.(О о 0) о Я О о Я о о 1 Я СО ооо оо1о оЩ1о о СО Ио СО о о 1 Ь СО о о 03 1 о Со о о СО О о СО Л 1 о О 1 о9 994109 10ф о р м у л а и з о б р е т е н и я расплава в перегретом и охлажденномсостояниях составляет 2 10 мин. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель Т, КоролеваРедактор Б. Федотов Техред Е,Харитончик Корректор Г. Решетник . Заказ 709/6 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1, Способ получения отливок из металлов и их сплавов, имеющих структурные превращения в жидком состоянии, преимущественно из алюминиевых сплавов, включающий перегрев обрабатываемого расплава и его последующее охлаждение до температуры заливки, о т л и - ч а ю щ и й с я тек, что, с целью подавления образования концентрированных газовых раковин и обеспечения равномерного распределения остаточной микропористости, перегрев обрабатываемого расплава ведут до температуры, превышающей верхниК предел протекания его структурного превращения на 5-50 С,о а охлаждение осуществляют до температуры на 5-50 С ниже нижнего предеола протекания структурного превращения расплава, причем перегрев-охлаждение ведут циклично не менее двух раз,2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что время выдержки 1, Ершов Г; С. и Черняков В. А.Строение и свойства жидких и твердыхметаллов, М., Металлургия, 1978,1 й с, 248,2, ОЪ Е, бсЬаа 1 ег А. Оечюп 46 цпсеп 1 щ И 0.эв 1 чгеп АЬип 1 п 1 ощ 2.МеЬсйЮсооде, 4961, 58, Й И, 5.177-т 9.3, Ватолин Н. А. и др, Влияние температуры на структуру жидкого алюминия.Доклады АН СССР,. 1975, 222, М 3,с 641 6464, Патент Великобритании % 1252741,кл, С 22 В 21/06, опублик. 1969.20 5. Крушенко Г, Г. и др. Исследованиетемпературной обработки расплава И 83Сб, Литье и обработка сплавов черныхи цветных металлов", Труды КИБМ,вып. 2, Красноярск, 1965, с. 95-103.