СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК Российский патент 1995 года по МПК B22D23/10 

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способам получения отливок из электрошлакового металла.

Целью изобретения является повышение качества отливок и коэффициента использования металла.

Способ включает накопление электрошлакового металла в емкости с последующим модифицированием ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений из группы боридов, нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов в количестве 0,005-0,5 мас.% расплава и заливку литейной формы путем выжимания с дозированным количеством металла, равным суммарному объему отливки и 1/3-1/2 объема прибыли. Остальная часть прибыли заполняется шлаком. При этом заливку осуществляют в интервале температур кристаллизации металла и при избыточном давлении.

Применение модификатора в виде ультрадисперсных порошков тугоплавких соединений из группы карбид, нитрид, карбонитрид, борид и оксид в количестве 0,005-0,5 мас. % расплава снижает температуру ликвидуса сплава и увеличивает теплоту кристаллизации металла в интервале его затвердевания, что улучшает жидкотекучесть и условия питания отливок. Кроме этого, такой модификатор обеспечивает измельчение зерна сплавов при высоких температурах их заливки (выше точки ликвидуса) и повышает механические свойства отливок, а также позволяет заливать сплав при температуре ниже его солидуса.

В качестве модификатора использованы ультрадисперсные порошки тугоплавких соединений, полученные плазмохимическим синтезом и имеющие размер частиц 0,01-0,5 мкм.

П р и м е р. Электрошлаковый металл накапливали в плавильной емкости. Литейную керамическую форму помещали в опоку, которую закрепляли с нижним элементом формы. После накопления порции металла, обеспечивающей заполнение объема полостей отливок и 1/3-1/2 части их прибылей, убирали расходуемый электрод, в расплав вводили модификатор в никелевой фольге и основание формы погружали в емкость с расплавом, выжимая расплав в полость литейной формы и выдерживая под избыточным давлением до окончания кристаллизации металла отливок.

Отливки в виде трефовидных заготовок разрезали на образцы, которые испытывали по стандартным методикам. В качестве материала для исследования выбрали сталь 40ХЛ, которую заливали в литейную форму трефовидных заготовок при 1560-1580^оС. В качестве способа-прототипа использовали традиционный способ: заливку электрошлакового металла из плавильной емкости с отсечкой шлака в промежуточной чаше со стопором и заполнением формы под гравитационным давлением.

Результаты наблюдений и испытаний отливок приведены в таблице.

Таким образом, результаты испытаний образцов и наблюдений показали, что оптимальным содержанием модификатора, обеспечивающим повышение прочностных свойств, является 0,005-0,5%, уменьшение расхода металла на прибыли более чем на 1/3 нецелесообразно, так как в отливке наблюдаются раковины, увеличение металла в прибыли более чем на 1/2 часть нецелесообразно по экономическим соображениям, уменьшается КИМ. Оптимальным количеством металла в прибыли является 1/3-1/2 часть ее объема, КИМ составляет 0,83-0,75.

Способ получения отливок из электрошлакового металла обеспечивает увеличение КИМ, прочности и пластичности стали, то экономический эффект возрастает за счет повышения ресурса работы деталей.

Использование: получение отливок электрошлаковым литьем. Сущность изобретения: способ изготовления отливок включает накопление электрошлакового металла в емкости с последующим модифицированием ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений из группы боридов, нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов в количестве 0,005-0,5 мас.% расплава. Заливку литейной формы осуществляют выжиманием с дозированием количеством металла, равным суммарному объему отливки и 1/3-1/2 объема прибыли. Остальная часть прибыли заполняется шлаком. При этом заливку осуществляют в интервале температур кристаллизации металла и при избыточном давлении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК, включающий накопление электрошлакового металла в емкости, заливку металла и шлака в литейную форму и кристаллизацию под слоем шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок и коэффициента использования металла, заливку формы осуществляют выжиманием с дозированным количеством металла, равным суммарному объему отливки и 1/3 - 1/2 объема прибыли, а остальную часть прибыли заполняют шлаком, при этом заливку осуществляют в интервале температур кристаллизации металла и при избыточном давлении. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед заливкой металл модифицируют ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений из группы нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов в количестве 0,005-0,5% от массы расплава.