СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ Российский патент 1998 года по МПК B22D27/00 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к способу получения отливок в формах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения отливок путем заливки сплава в форму, в которую, с целью получения качественной внутренней поверхности заготовки, предварительно перед заливкой устанавливают средство в виде стержня с вентиляционными каналами, обеспечивающими удаление газов из области внутренних полостей. После получения отливки стержни извлекаются и заготовка вынимается из формы (см. авторское свидетельство СССР N 204512 кл. B 22 C 9/10).

Недостатком такого способа является то, что он не обеспечивает получение отливок со сплошными, без отверстий, стенками, что ведет к увеличению трудоемкости изготовления таких отливок, поскольку для заделки вышеуказанных отверстий требуются дополнительные операции. Кроме того, ухудшается качество заготовки в зоне заделки сквозных отверстий.

Технический результат, который может быть достигнут от использования данного технического решения, заключается в снижении трудоемкости изготовления отливок, а также повышении качества таких отливок путем обеспечения затягивания в процессе кристаллизации отверстий, образуемых от извлеченных средств для выхода газов, и обеспечения благоприятных условий для пропитки жидким сплавом.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения отливки путем заливки сплава в форму, в которой предварительно перед заливкой сплава организуют с возможностью его извлечения средство, предназначенное для обеспечения выхода в атмосферу газов, образующихся в процессе литья, а извлечение средства для выхода газов осуществляют непосредственно во время кристаллизации сплава при температуре на 50-70^oC выше линии солидуса.

Получение отливок со сплошными стенками при литье, например, в земляные формы осуществляется следующим образом:
В собранной земляной форме перед заливкой сплава устанавливается с возможностью извлечения его из формы средство для обеспечения выхода в атмосферу газов (например, трубка, в заборной части которой установлена пробка со сквозным отверстием). Установка осуществляется таким образом, чтобы заборная часть трубки касалась поверхности песчаного стержня в зоне интенсивного выделения газа при заливке формы жидким сплавом. При этом материал трубки и пробки выбирают таким, чтобы их температура плавления была выше температуры плавления заливаемого сплава.

В подготовленную таким образом форму заливают жидкий сплав при технологически необходимой температуре. По мере заполнения формы воздушные включения и образуемые при сгорании связующих стержня газы выходят в атмосферу по трубке через указанное выше отверстие в пробке. После заполнения формы сплавом и охлаждения до температуры на 50-70^oC выше температуры солидуса трубку извлекают из отливки и формы. Образуемая при этом полость, в силу неполной кристаллизации сплава, заполняется последним и, таким образом, ликвидируется несплошность стенки отливки. Образование в этот период газов в стержне идет менее интенсивно, чем в начале заливки, и потому они уже не способны проникнуть в толщу кристаллизирующейся отливки и, как следствие, вызвать газовые дефекты в виде пузырей, пористости и т.д. Благодаря этому обеспечивается высокое качество отливки и в зоне организации средства для обеспечения выхода в атмосферу газов.

При температуре залитого сплава, превышающей линию солидуса менее чем на 50^oC, средство для обеспечения выхода газов в атмосферу извлекается с трудом из-за вязкости сплава, и это может привести к образованию сквозного отверстия в стенке отливки в зоне извлечения указанного средства.

Извлечение средства для обеспечения выхода газов в атмосферу при температуре выше линии солидуса более чем на 70^oC сопряжено с появлением газовых дефектов в зоне заполнения жидким сплавом освобожденной полости в стенке отливки, так как при такой температуре сплав имеет слабую вязкость и интенсивно образующийся при сгорании связующих материалов газ, особенно интенсивно в зоне установки указанного средства, под повышенным давлением внедряется в сплав, что и ведет к повышенной рыхлости отливки.

Пример конкретного выполнения.

На рисунке представлена форма со средством для отвода газов, предназначенная для отливки корпуса гидропривода предлагаемым способом.

Земляная форма 1 имеет песчаный стержень 2, массивная часть которого лежит на металлическом знаке 3. В форме 1 установлена трубка 4, в заборной части которой расположена пробка 5 с вентиляционным отверстием 6. Заборная часть трубки 4 установлена на песчаном стержне 2 в зоне наибольшего скопления газов, а верхняя часть сообщена с отсасывающим устройством (на рисунке не показано). Трубка 4 и пробка 5 выполнены из малоуглеродистой стали.

Полость формы была залита магниевым литейным сплавом МЛ10 при температуре 740^oC. Воздушные включения и образовавшиеся газы в массивной части стержня 2 через отверстие 5 в пробке 4 удалялись через отсасывающее устройство в атмосферу.

При температуре 610^oC трубка 4 была извлечена из отливки и формы 1. Образовавшаяся после извлечения трубки 4 полость заполнилась вязким магниевым сплавом и тем самым была обеспечена сплошность стенки отливки. Исследования отливки показали, что ее внутренние поверхности, в том числе в зоне удаленной трубки, не имеют дефектов литейного характера в виде газовых пузырей, раковин и т.д.

Полученные данные свидетельствуют (см. таблицу) о том, что заявленное техническое решение обеспечивает сплошность стенок отливки, при этом отливка имеет плотную структуру в зоне удаленной трубки и удовлетворят требованиям чертежа.

Анализ результатов исследования отливок из магниевого сплава МЛ10, отлитых предложенным способом, показал, что он обеспечивает сплошность отливки при сохранении качества по плотности во всех зонах, в том числе и в зоне удаленной трубки, исключает необходимость в дополнительных операциях и тем самым снижает трудоемкость получения заготовок.

Способ относится к литейному производству. Перед заливной сплава в форму в ней размещают средство для обеспечения выхода в атмосферу газов, образующихся в процессе литья. Во время кристаллизации сплава при температуре на 50-70^oС выше линии солидуса средство извлекают. В процессе кристаллизации отверстие, образующееся от извлеченного средства, затягивается. Обеспечиваются благоприятные условия для подпитки отливки жидким сплавом. 1 табл., 1 ил.

Способ получения отливки, включающий размещение в форме средства для обеспечения выхода в атмосферу газов, образующихся в процессе литья, и заливку сплава в форму, отличающийся тем, что во время кристаллизации сплава при температуре на 50 - 70^oC выше температуры солидуса средство для выхода газов извлекают.