СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ Российский патент 2013 года по МПК B22C9/06 C22C9/08 

Описание патента на изобретение RU2472599C1

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления мелкогабаритных и среднегабаритных литых изделий на основе свинцовистых бронз.

Известен способ получения сферических включений свинца в структуре свинцовистых бронз за счет использования центробежного литья (Новиков А.В. и др. Основы центробежного литья. - М.: Наука и техника. - 1947, с.91-95). Расплав заливается в литейную форму, которой задается вращательное движение. При этом литейная форма, в которую заливается расплавленный металл, изготовлена из металла. Перед заливкой расплава форму подогревают до температуры 50°С. Способ позволяет получать отливки из свинцовистой бронзы с формой свинцовых включений, имеющих гладкую межфазную поверхность.

К недостаткам способа относится то, что получаемая морфология включений свинца значительно отличается от сферической. Это, в свою очередь, не позволит получить высокие прочностные свойства отливки.

Известен способ получения отливок из свинцовистых бронз (Мартюшев Н.В., Мельников А.Г., Егоров Ю.П. Способ получения отливок из свинцовистых бронз. Патент №2378405, опубл. 10.01.2010. Бюл. №11). Сущность изобретения заключается в следующем: нанесенный на поверхность литейной формы защитно-разделительный слой препятствует непосредственному контакту расплавленного металла с металлической формой. Нагретая до температуры 280-320°С литейная форма обеспечит значительно менее интенсивный теплоотвод, поэтому залитый металл будет дольше находиться в расплавленном состоянии в литейной форме. В результате в структуре отливки формируются сферические включения свинца, отливка получает повышенные прочностные свойства.

К недостаткам способа относится необходимость использования дорогостоящих нанопорошков в составе покрытия. Кроме того, требуется введение еще одной операции по нагреву литейной формы и нанесению покрытия, что также приводит к увеличению затрат на изготовление отливок.

Известен способ получения структуры литых свинцовосодержащих медных сплавов (Мысик Р.К. Структура литых заготовок из свинцовых латуней и механические свойства прутков из этих сплавов // Изв. вузов. Цветная металлургия. - 1995. - №2. - с.35-38). Для повышения прочностных свойства отливок в отливку вводят специальные холодильники с помощью специальной вихреобразующей надставки.

К недостаткам данного способа относится узкая область применения. Способ применяется при литье свинцовосодержащих латуней. Недостатком является и усложнение технологии за счет использования специальной вихреобразующей надставки.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения равномерной структуры и повышения механических свойств бронз марок БрОС 10-10 и БрОЦС 5-5-5 путем повышения температуры нагрева формы до 600-800°С (Бараданьянц В.Г. Свойства отливок из медных сплавов, изготовленных по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 1957. - №5. - С.10-12).

К недостаткам данного способа относится незначительное повышение механических свойств (предел прочности возрастает на 5-10%, твердость падает на 7-11%, относительное удлинение возрастает в 2-2,3 раза). Кроме того, способ применяется при литье в керамические и металлические литейные формы. Литье в металлические литейные формы, нагретые выше 500°С, приводит к высокому проценту бракованных отливок из-за их приваривания к металлу формы. Изготовление литейных форм из керамики является трудоемкой операцией и значительно повышает стоимость получаемых отливок.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение механических свойств свинцовистых бронз формированием сферических включений свинца в отливке из свинцовистой бронзы.

Для достижения указанного технического результата осуществляют нагрев литейной формы, изготовленной из графита, до температуры 850-950°С. Нагрев производят в муфельной печи. В нагретую литейную форму заливают расплав и возвращают в нагретую печь. Охлаждение отливки производят вместе с печью.

Увеличение времени нахождения в расплавленном состоянии заливаемого металла в литейной форме дает длительное охлаждение вместе с нагретой печью.

Большее время нахождения в форме в расплавленном виде позволяет эффективнее удалить газы из расплавленного металла. Замедление скорости охлаждения приводит к выравниванию структуры по сечению отливки (небольшое отличие в величине зерна у поверхности отливки и в центральной зоне). При этом более длительный процесс кристаллизации сплава приводит к сфероидизации свинцовых включений (см. фиг.1). При разделении жидкой эмульсии свинца и меди на составляющие у свинцовых включений появляется время на образование капельной формы за счет больших сил поверхностного натяжения - 480 мН/м, чем у меди - 135 мН/м.

Округлая форма свинцовых включений служит меньшим концентратором напряжения в структуре сплава, обеспечивая более высокие механические свойства.

Предварительный подогрев литейной формы до температур ниже 800°С не позволит получить включения свинца сферической формы с гладкой межфазной поверхностью, в результате чего механические свойства отливки получатся ниже. В случае охлаждения отливки в литейной форме на воздухе времени на сфероидизацию свинцовых включений и выравнивание их межфазной поверхности будет недостаточно, что также отрицательно скажется на механических свойствах.

Пример 1.

Графитовую литейную форму нагревают в муфельной печи до температуры 900°С. Затем форму извлекают из печи и заливают бронзу из ряда свинцовистых бронз марки БрС30. Литейную форму с залитым металлом возвращают в нагретую печь. Печь отключают и охлаждают вместе с отливкой до комнатной температуры. Полученная структура обеспечивает увеличение ударной вязкости на 51%, предела прочности на 74% по сравнению с отливкой, полученной литьем в форму без применения предварительного нагрева и охлаждаемой на воздухе.

Похожие патенты RU2472599C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ БРОНЗ 2011
  • Мартюшев Никита Владимирович
RU2481922C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ 2008
  • Мартюшев Никита Владимирович
  • Мельников Александр Григорьевич
  • Егоров Юрий Петрович
RU2378405C1
ЛИТЕЙНЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ МОНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2014
  • Миронов Александр Евгеньевич
  • Гершман Иосиф Сергеевич
  • Гершман Евгений Иосифович
RU2571665C1
Способ изготовления литых заготовок из антифрикционной бронзы 2021
  • Окулов Александр Борисович
  • Белов Владимир Дмитриевич
  • Юдин Василий Анатольевич
  • Колтыгин Андрей Вадимович
  • Баженов Вячеслав Евгеньевич
  • Санников Андрей Владимирович
  • Плисецкая Инга Викторовна
RU2762956C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК 2004
  • Караник Юрий Апполинарьевич
RU2267378C1
Способ получения отливок из стали 1977
  • Затуловский Сергей Семенович
  • Иванова Римма Константиновна
  • Кириевский Борис Абрамович
SU692688A1
Способ изготовления заготовок из антифрикционной бронзы литьем с последующей экструзией 2021
  • Колтыгин Андрей Вадимович
  • Баженов Вячеслав Евгеньевич
  • Санников Андрей Владимирович
  • Плисецкая Инга Викторовна
  • Белов Владимир Дмитриевич
  • Окулов Александр Борисович
  • Юдин Василий Анатольевич
RU2760688C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА 2018
  • Константин Сергеевич
  • Карлина Антонина Игоревна
  • Дмитрий Константинович
RU2697136C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ОТЛИВОК 2016
  • Игнатова Анна Михайловна
  • Игнатов Михаил Николаевич
  • Файнбург Григорий Захарович
RU2637442C1
СПОСОБ ЛИТЬЯ КОЛОКОЛОВ ИЗ ОЛОВЯНИСТОЙ БРОНЗЫ 1997
  • Кораблев В.И.
  • Дубиков А.А.
  • Химаков М.Г.
  • Шингарев Э.Н.
RU2125503C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 472 599 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ

Изобретение может быть использовано в литейном производстве при литье мелкогабаритных и среднегабаритных изделий из свинцовистых бронз. Литейную форму, изготовленную из графита, нагревают до температуры 850-950°С в муфельной печи. Литейную форму извлекают из печи, производят заливку расплава свинцовистой бронзы в форму и снова помещают форму в печь. Печь отключают и отливку охлаждают вместе с печью до комнатной температуры. Увеличение времени нахождения металла в расплавленном состоянии в форме приводит к более эффективному удалению газов из расплавленного металла, выравниванию структуры по сечению отливки, сфероидизации свинцовых включений, увеличению прочностных свойств отливок. 1 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 472 599 C1

Способ изготовления отливок из свинцовистых бронз со сферическими включениями свинца, отличающийся тем, что литейную форму, изготовленную из графита, нагревают в муфельной печи до 850-950°С, в извлеченную из печи литейную форму заливают расплав свинцовистой бронзы, возвращают литейную форму в печь, отключают печь и осуществляют охлаждение отливки вместе с печью до комнатной температуры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2472599C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ 2008
  • Мартюшев Никита Владимирович
  • Мельников Александр Григорьевич
  • Егоров Юрий Петрович
RU2378405C1
СПОСОБ ЛИТЬЯ КОЛОКОЛОВ ИЗ ОЛОВЯНИСТОЙ БРОНЗЫ 1997
  • Кораблев В.И.
  • Дубиков А.А.
  • Химаков М.Г.
  • Шингарев Э.Н.
RU2125503C1
US 20080173300 А, 11.04.2005.

RU 2 472 599 C1

Авторы

Мартюшев Никита Владимирович

Даты

2013-01-20Публикация

2011-07-07Подача