Способ получения слитков и отливок Советский патент 1988 года по МПК B22D27/20 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в процессах суспензионного литья для получения слитков и отливок из черных и цветных металлов.

Целью изобретения является повьппение физико-механических свойств металла за счет измельчения структуры и сниже.ния количества неметаллических примесей .

Способ включает заполнение формы расплавом, охлаждение и кристаллизацию расплава и введение в него добавок в виде дисперсных капель разме- ром менее 5 мм. При этом зону ввода добавок перемешивают вслед за продвижением фронта кристаллизации и осуществляют подачу добавок при охлаждении расплава до температуры, равной , 1,2 Т ликвидуса - 1,1 Т солидуса. В результате обеспечивается объемная кристаллизация разливаемого расплава.

Как показали исследования, переход от последовательной кристаллизации к объемной происходит вследствие дробления растущих столбчатых дендритов на локальных участках расплава, обогащенных легирующими компонентами. Возникновение локальных участков связано с вводом в расплав добавок, отличающихся от основного расплава по химическому составу,, что способствует созданию больщего количеста микрозон, обогащенных легирующими элементами. При этом промежуток между моментом ввода капли и моментом кристаллизации расплава должен быть настолько мал, чтобы вызванные каплей концентрационные неоднородности не успели исчезнуть вследствие процессов диффузии и тепло-, массообмена.Таким образом, ввод капель, добавки в зону должен осуществляться непосредственно перед началом кристаллизации расплава в этой зоне.

Результаты экспериментов показали, что при вводе капель в зону, температура которой больше 1,2 Т ликвидуса, концентрационные флуктуации, вызванные вводом добавки,успеваютполностью исчезнуть до момента кристаллизации в данной зоне и воздействие.вводимых капель неэффективно. Ввод капель в зону, температура которой меньще 1,1 Т солидуса, невозможен, поскольку при этих температурах металл на- ходится в твердом состоянии. ,

Пример. Изготавливают отливки 0 200 мм и высотой 200 мм из стали

30. в утепленную изложницу заливают расплав, имеющий химический состав,%: С 0,35; Ми 0,3; Si 0,25. При достижении каждой зоной отливки температуры ликвидуса, равной 1522 С, через Тигель,имеющий форму параллелепипед а, и ряд отверстий в донной части диамат- ром 0,6-0,9 мм подают в направлении продвижения фронта кристаллизации на поверхность отливки жидкие капли диаметром 1-5 мм, химический состав, %: С 0,35; Мп 13,63; Si 0,25, в количестве 3% от массы отливки. Контроль температурных полей отливки для определения момента достижения зонами отливки температуры ликвидуса осуществляют блоком Pt - PtRo термопар, установленных на различной глубине по сечению отливки. Согласование зоны отливки, в которую необходимо подавать капли, с показаниями термопар, проводят с помощью блока: термопары - компараторы - шаговый, дискретный анализаторы.

Результаты проведенных экспериментов показьшают, что при заливке по предлагаемому способу существенно стабилизируется процесс заливки. Структура отливки характеризуется высокой изотропностью, дисперсным. зерном, равномерностью распределения неметаллических включений. Полностью устранена столбчатая структура в отливках, на 10% повьщ1ается ударная вязкость металла и его прочность на разрью. Получение отливок по предлагаемому способу с вводом жидких добавок позволяет за счет создания локальных участков концентрационной неоднородности в зоне роста дендритов эффективно измельчить структуру отливок на 1-2 номера зерна.

Форму л а изобретения

Способ получения слитков и отливок, включающий заполнение литейной формы расплавом, охлаждение и крис- таллизацию расплава и введение в него добавок в виде дисперсных капель,о т- личающййся тем, что, с целью повыщения физико-механических свойств металла за счет измельчения структуры и снижения количества неметаллических примесей, зону ввода добавок в виде дисперсных капель перемещают в направлении продвижения

314214514

фронта кристаллизации, при этом до- дении до температуры, равной 1,2 Т бавки вводят в расплав при его охлаж- ликвидуса - 1,1 Т солидуса.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в процессах суспензионного литья для получения слитков и отливок из черных и цветных металлов. Цель изобретения - повьшение физико механических свойств металла за счет измельчения структуры и снижения количества неметаллических примесей. Способ включает заполнение формы расплавом, охлаждение и кристаллизацию расплава и введение в него добавок в виде дисперсных капель. При этом зоны ввода добавок перемещают в направлении продвижения фронта кристаллизации и осуществляют подачу добавок при охлаждении расплава до температуры, равной 1,2 Т ликвидуса - 1,1 Т сол1здуса. В результате обеспечивается объемная кристаллизация расплава, а структура отливки характеризуется высокой изотропностью, дисперсным зерном, равно мерностью распределения неметаллических включенгШ. Способ позволяет повысить ударную вязкость металла и его прочность на разрыв примерно на 10%.