СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТЛИВОК Российский патент 2001 года по МПК B22D27/13 

Описание патента на изобретение RU2175280C1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья толстостенных, сложнофасонных, крупногабаритных алюминиевых отливок автоклавным способом.

Известен способ изготовления алюминиевых отливок, при котором заливают форму в автоклаве, а затем создают избыточное давление (М.Б.Альтман и др. Плавка и литье легких сплавов. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1956, с. 120).

В известном способе не регламентированы временные и скоростные параметры создания избыточного давления. Не регламентированы соотношения объемов заливаемой формы и автоклава.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления алюминиевых отливок, при котором заливают форму в автоклаве, а затем создают избыточное давление (Цветное литье. Справочник. Под общей редакцией Н.М.Галдина. М. : Машиностроение, 1989, с. 428). Алюминиевые сплавы в жидком состоянии содержат растворенный водород. При затвердевании водород активно выделяется и при кристаллизации в отливках образует рассеянную газовую пористость. Газовая пористость снижает прочностные характеристики отливок. Сущность данного способа заключается в том, чтобы при кристаллизации максимально подавить выделение из расплава растворенного водорода.

В известном способе не регламентированы временные и скоростные параметры создания избыточного давления. Не регламентированы соотношения объемов заливаемой формы и автоклава.

Техническим результатом изобретения является повышение плотности отливок путем исключения (уменьшения) газовой пористости.

Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления алюминиевых отливок, при котором заливают форму в автоклаве, а затем создают избыточное давление, соотношение длительности времени от окончания заливки формы до начала приложения избыточного давления и длительности времени от начала приложения избыточного давления до достижения его максимального значения составляет 1:(1-1,5). Объем формы составляет 40-60% от внутреннего объема автоклава.

Способ реализуют следующим образом.

Изготовляют литейную форму, например, из стержней и собирают в пакет. Форму устанавливают в автоклав. Расплав жидкого алюминия рафинируют, модифицируют известными способами и заливают установленную в автоклаве форму. После заливки герметизируют заливочное отверстие автоклава и создают избыточное давление до (5 ± 0,5) атм.

Максимальный эффект уменьшения газовой пористости достигается при быстром заполнении автоклава воздухом. Установлено, что максимальный эффект достигается, когда соотношение времени от конца заливки формы до начала приложения избыточного давления (t1) и длительности времени от начала приложения избыточного давления до достижения максимального значения (t2) составляет 1:(1-1,5). Минимальное соотношение t1:t2 достигается при максимальном объеме литейной формы и минимальном объеме автоклава.

Максимальный эффект уменьшения газовой пористости достигается, когда объем формы составляет 40-60% от внутреннего объема автоклава. При объемах формы менее 40% от внутреннего объема автоклава необходимо иметь резервные емкости сжатого воздуха для обеспечения технологических параметров процесса кристаллизации. Достигнуть размещения в автоклаве литейной формы объемом более 60% от внутреннего пространства автоклава не представляется возможным, т. к. необходимо обеспечить удобство обслуживания (установку литейной формы, сборку автоклава с установленной литейной формой, заливку формы в автоклаве через горловину).

Пример конкретного выполнения.

Изготавливают толстостенную корпусную отливку, толщиной до 70 мм. Вес отливки до 80 кг, масса заливаемого сплава до 250 кг. Расплав жидкого алюминия марки АЛ-4 рафинируют, модифицируют известными способами и заливают в установленную в автоклаве форму. Форма занимает 50% от внутреннего объема автоклава. Время t1 = 10-15 с, время t2 = 10-22 с.

В таблице 1 приведены результаты исследования газовой пористости и анизотропии в отливках.

В таблице 2 приведены механические свойства отливок в зависимости от вариантов технологии литья.

В вариантах технологий 1-5 представлены отношения t1/t2.

Вариант 6 - М.Б.Альтман и др. Плавка и литье легких сплавов. М.: ГНТИЛ по черной и цветной металлургии, 1956, таб. 114, 115, с. 453 - 456. P = 4-5 атм.

Вариант 7 (с кристаллизацией в автоклаве P = 0,5-0,6 МПа) - Г.Б.Строганов. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1985, таб. 54, 55, 56, с. 131-133.

Вариант 8 - прототип. - Цветное литье. Справочник. Под общей редакцией Галдина Н.М. М.: Машиностроение, 1989, с 428. P = 0,4-2 МПа.

Изобретение позволяет получить плотные отливки без газовой пористости и с качественными показателями механических свойств.

Похожие патенты RU2175280C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЖНОФАСОННЫХ ОТЛИВОК ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ 1997
  • Дубровский В.А.
  • Кравцов Н.Н.
  • Сатюков В.А.
  • Фомин И.Б.
RU2118229C1
СМЕСЬ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ 2000
  • Дубровский В.А.
  • Романов Р.А.
  • Арбузов И.А.
RU2188733C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК 2000
  • Никитович В.Н.
  • Серебряков С.П.
RU2192331C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ 2000
  • Дубровский В.А.
  • Романов Р.А.
  • Арбузов И.А.
RU2191657C2
СПОСОБ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 2000
  • Брежнев Л.В.
  • Вагин И.В.
  • Гаевский С.А.
  • Крюков В.С.
RU2176174C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК С НАПРАВЛЕННОЙ СТРУКТУРОЙ 1992
  • Дубровский В.А.
  • Герасимов В.В.
RU2043855C1
ОТЛИВКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1998
  • Щелкунов В.П.
  • Пихтовников Ю.Е.
  • Николенко В.Н.
  • Березин Е.Б.
  • Чепрасов В.Н.
  • Федорочев А.А.
  • Гарафутдинов Р.Р.
RU2146183C1
МОДЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ 1997
  • Дубровский В.А.
RU2123902C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ПЕРЕХОДНОГО КЛАССА 2008
  • Дубровский Владимир Александрович
RU2398032C2
ФОРМА ДЛЯ ЛИТЬЯ ПО УДАЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ 1989
  • Шигабутдинов Х.Г.
RU2015795C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 175 280 C1

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья толстостенных, сложнофасонных, крупногабаритных алюминиевых отливок автоклавным способом. Способ реализуется следующим образом. Известным методом изготовляют литейную форму, например, из стержней и собирают в пакет. Форму устанавливают в автоклав. Расплав жидкого алюминия рафинируют, модифицируют известными способами и заливают установленную в автоклаве форму. После заливки герметизируют заливочное отверстие автоклава и создают избыточное давление до (5±0,5) атм. Максимальный эффект уменьшения газовой пористости достигается при быстром заполнении автоклава воздухом. Соотношение времени от конца заливки формы до начала приложения избыточного давления (t1) и длительности времени от начала приложения избыточного давления до достижения максимального значения (t2) составляет 1 : (1-1,5). Минимальное отношение t1 : t2 достигается при максимальном объеме литейной формы и минимальном объеме автоклава. Максимальный эффект достигается, когда объем формы составляет 40-60% от внутреннего объема автоклава. Снижение газовой пористости приводит к повышению плотности отливок. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 175 280 C1

1. Способ изготовления алюминиевых отливок, включающий заливку формы расплавом в автоклаве и последующее создание избыточного давления в автоклаве, отличающийся тем, что соотношение продолжительности времени от окончания заливки формы до начала приложения избыточного давления и продолжительности времени от начала приложения избыточного давления до достижения максимального значения составляет 1:(1-1,5). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем формы составляет 40-60% от объема автоклава.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2175280C1

Цветное литье
Справочник/Под общей ред
Н.М
ГАЛДИНА - М.: Машиностроение, 1989, с.428
БАТЫШЕВ А.И
Кристаллизация металлов и сплавов под давлением
- М.: Металлургия, 1977, с.48, 54 и 68
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ МЕРЗЛЫХ И КРЕПКИХ ПОРОД 0
  • О. В. Верейнов, Б. Захарчук, М. И. Ровинский Г. А. Шлойдо
SU293960A1
DE 3603310 A1, 06.07.1987.

RU 2 175 280 C1

Авторы

Дубровский В.А.

Арбузов И.А.

Даты

2001-10-27Публикация

2000-06-16Подача