Способ получения слитков Советский патент 1987 года по МПК B22D7/00 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получен слитков и отливок методом направленного эатвердевания, пpeи fyщecтвeннo из металлов с интервалом кристаллизации 10-30°С.

Цель изобретения - сокращение об рсзи металла и времени кристаллизации.

На чертеже показано устройство для осуществления способа.

На основании 1 установлена портальная рама 2, внутри которой размещена литейная форма 3, закрепленная на плите 4, снабженной приводом 5 вращения вокруг вертикальной оси,

8свою очередь литейная форма 3, плта 4 и привод вращения установлены

на поддоне 6, который оснащен приводом 7 вертикального перемещения, В верхней части портальной рамы 2 закреплена направляющая 8 дпя привода

9перемещения, к которому присоединен водоохлаждаемый холодильник 10,

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1,(известный), В форму с установленным по ее оси внуренним холодильником заливают жидки узкоинтервальньй сплав (например ЦАМ-4), t заливки 440°С), затем ее приводят во вращение со скорость порядка 6 об/мин и одновременно опукают вниз со скоростью 0,1 м/мин к основанию портальной рамы. Вес слитка, имеющего форму цилиндра, диаметром (. ф } 250 мм и высотой (Н) 200 мм составляет 64,4 кг. Время затвердевания 6 мин 35 с 06- резь металла составляет 13 кг, т.е, 20;2%, что ниже, чем при литье слит без холодильника на 4-5%,

Макроструктура имеет ярко выраженный дендритный вид. Также имеет место осевая ликвация и усадочная раковина.

Пример 2, В форму с установленным у ее стенки водоохлажда- емым холодильником заливают жидкий узкоинтервальный сплав ЦАМ-4, t заливки 440 С, затем ее приводят во вращение со скоростью 6 об/мин .и одновременно опускают вниз со скоростью О,1 м/мин к основанию портально рамы. При этом водрохлаждаемый холодильник перемещают горизонтально

со скоростью V

гор.

получаемой из известного соотношения

S

0

5

0

5

Vrp R

Vpr «

где R - половина диаметра слитка; Н - высота слитка,

В настоящем примере 0,0625 м/мин. Наличие в установке этих трех перемещений приводит к тому, что водоохлаждаемый холодильник совершает движение по сужающейся спирали с перемещением его в верхнюю часть слитка. Размеры полученного слитка аналогичны примеру 1, вес также. Время затвердевания t 2 мин. Это в 3 раза меньше, чем в первом примере, Обрезь металла составляет 4,1 кг, т,е. 6,3%, что значительно меньше, чем в первом примере. Структура намного мельче,чем в примере 1, усадочная раковина отсутствует, ликвации практически нет.

Параметры затвердевания слитков (толщина корки, глубина лунки, коэффициент затвердевания) определяются по известным расчетным формулам, либо по температзфным кривым охлаждения, снимаемым с помощью термопар, установленных в толще формируемого слитка, либо по серным отпечаткам, снимаемым с темплетов заготовок,в процессе изготовления которых в жидкую фазу вводят серу.

По величине теплового потока определяется расход воды в холодильнике за время с

irt: ;JfhfT o-tHp).

40 где F

С, ut

-площадь холодильника;

-теплоемкость воды;

-нагрев воды.

При затвердевании в таких условиях происходит как уменьшение про-

45 тяженности двухфазной зоны из-за механического ее разрушения, так и увеличение скорости продвижения фронта кристаллизации из-за присутствия внутреннего водоохлаждаемого холо50 дильника.

Количество тепла, отдаваемого xd- лодильнику на фронте кристаллизации, определяется как

55

г г

Q f q(t)d ; -Г.

где q( b) - тепловой поток, определяемый из уравнения

tl qCDdC f(y,t,).

У - толщина затвердевшей корочки; tj - температура участка. Зададим среднее значение q и t

г Jq().p y4;-I-c(t, - t,p).

Г

п

где р - плотность металла;

скрытая удельная теплота кристаллизации;

-температура кристаллизации;

-теплоемкость;

-степень параболы, Которой описывается распределение температуры в жидко-твердой зоне.

Использование предлагаемого способа получения слитков в серийном производстве позволит экономить за ( счет увеличения выхода грдного (уменьшения потерь на обрезь металла) и

Редактор В.Иванова Заказ 419/8

Составитель И.Журина Техред В.Кадар

Корректор

Тираж 741Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

;

129446Г А

сокращения времени кристаллизации, около 45 руб на тонну - легкоплавкие сплавы и около 40 руб на тонну - алюминиевые и медные сплавы.

Формула изобретения

Способ получения слитков преимущественно из сплавов и металлов, имеющих интервал кристаллизации 10- 30 С, включающий введение в литейную форму внутреннего холодильника и перемещение его в процессе затвердевания, отличающийся тем, что, с целью сокращения обрези металла и времени кристаллизации, внутренний холодильник .перемещают в жидко-твердой зоне слитка по сужающейся спирали вокруг оси слитка с выведением его в прибьшьную часть слитка со скоростью продвижения фронта кристаллизации.

Корректор 0.Луговая

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков и отливок методом наплуправленного затвердевания, преиьгущест- венно из металлов и сплавов с интервалом кристаллизации . Цель изобретения - сокращение обрези металла и времени кристаллизации. Литейную форму 3 с установленным по ее оси внутренним холодильником 10 устанавливают на поддон и приводят во вращение. При этом внутренний холодильник перемещают в жидко-твердой зоне слитка по сужающейся спирали вокруг оси слитка с выведением его в прибыльную часть слитка со скоростью продвижения фронта кристаллизации. Это позволяет увеличить выход годного за счет уменьшения потерь на об- резь металла. 1 ил. Охяатдсние с se (Л Ю 4ib 4аь ЭЬ ./