Способ получения слитков Советский патент 1984 года по МПК B22D27/13 B22D27/04 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения слитков направленным затвердеванием металла в литейной форме. Известен спосо отливок направленным затвердеванием, включающий вакуумирование камеры, нагрев формы, расплавление в ней металла и послойное затвердевание отливки . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ получения сЛитков, включающий нагрев фор мы, заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней-избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс дав ления в камере iz , Недостатками указанных способов являются низкие физико-механические свойства полз чаемых слитков из-за газовой пористости и неоднородности, структуры и малый выход годного, так как прибыльная часть слитка в них отрезается и идет на переплав. Цель изобретения - повьшение физи ки-механических свойств металла и увеличение выхода годного. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения слитков, включающему нагрев формы в печи заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давления в камере после полного затвердевания слитка, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до 0,15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до температуры на 20-150 С выше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,2-5,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовы давлением при постоянной температуре прибьшьной части, причем амплитуда пульсации газового давления вьщерживают в пределах ..изв 1 Ризво где К - коэффициент пульсации, равный 0,1-0,15. Способ осуществляют следующим образом. Расплав цветного или черного металла заливают в предварительно нагретую до температуры кристаллизации форму С здданным перегревом для компенсации теплопотерь от транспорти ровки и заливки расплава. Далее установку герметизируют, вакуумируют и производят продувку камеры инертным газом в течение 2-20 мин под давлением до 0,15 МПа с одновременным понижением температуры до 0,85-0,90 температуры ликвидуса сплава. Во время продувки расплав охлаждается с вьщелением газа. Затем металл перегревают на 20-150с выше температуры кристаллизации и увеличивают давление газа до 0,12-0,5 МПа. Затвердевание слитка осуществляют с принудительным охлаждением его донной части, с последовательным отключением нагревательных секций по высоте формы и при пульсирующем газовом давлении. Амплитуду пульсации газового давления выдерживают в пределахЛ PU.C: ± к Р где К - коэффициент пульсаций, равньш 0,1-0,15. По мере продвижения фронта затвердевания сдитка 1ФОИЗВОДЯТ корректировку подвода тепла к его прибьшьной части с тем, чтобы компенсировать отводимое тепло от интенсивно охлаждаемой части слитка. По окончании затвердевания печь выключают и сбрасывают газовое давление. Пример. В предварительно нагретую до 640-660 Сграфитовую форму заливают 2,5 кг дуралюминия марки Д-16 с перегревом на 20с. После герметизации и вакуумирования установки производят продувку камеры аргона под давлением 0,12 МПа в течение 3 мин с одновременным понижением температуры до 580 с. Далее затвердевший металл расплавляют и перегревают на 30 С вьпие температуры ликвиду са сплава. Давление газа увеличивают до 30 МПа. Затем отключают нижнюю часть нагревательной печи, начинается послойная кристаллизация под давлением жидкой фазы с принудительным охлаждением донной части слитка и с пульсирующим давлением газа (амплитуда пульсации 0,2 МПа). В процессе отливки производят корректировку подвода тепла в прибьшьной части слитка по контрольной термопаре. По окончании полного затвердевания печь выключают и сбрасывают давление газа. При давлении продуваемого газа, большем 0,15 МПа, происходит интенсивное охлаждение слитка, что требует дополнительным энергозатрат для под-держания заданного температурного режима и приводит к перерасходу газа. При перегреве расплава, меньшем 20°С, увеличивается цикл выплавки слитков. Перегрев расплава выше ведет к необоснованному повышению энергозатрат. Увеличение давления газа после повышения температуры расплава менее, чем на 1,2 МПа не вызовет существенного улучшения свойств металла. Увеличение давления газа свьшге 5,0 МПа сдерживается технологическими 10 57 возможностями ведения процесса. Иредлагаемый способ по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, позволяет увеличить выход годного за C4e.j выплавки головной части слитков без раковин. Отпадает необходимость в отрезке прибыли и ее дальнейшей переплавке. Физико-механические свойства вьтлавленного метал ла (Не 130, 6 25%, 45 МПа) на 10-30% превышают аналогичные характеристики металлов, выплавленных известными способами. Ожидаемый годовой экономический эффект составит 30-40 тыс.руб.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий нагрев формы в печи, заливку в ней расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давлейия в камере после полного затвердевания слитка, отличающийся тем, что, с целью повьшения физико-механических свойств металла и увеличения выхода годного, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до Oj15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до тем пературы на 20-150с вьше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,25,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовым давлением при постоянной температуре прибыльной части, причем амплитуду пульсации газового давлеS ния вьщерживают в пределах (Л лъь лъъ 5 хгде К - коэффициент пульсации, равный 0,10-0,15.