Способ изготовления литьем под давлением композиционных отливок Советский патент 1991 года по МПК B22D19/00 

(Л

С

Изобретение относится к литью и может быть использовано для получения изделий с повышенной устойчивостью к вибрациям с матрицей из сплава на основе алюминия, например подшипниковых щитов электродвигателей. Цель изобретения - повышение устойчивости изделий к вибрационным нагрузкам. Способ предусматривает использование в качестве армирующих элементов высокодемпфирующего сплава на основе медь-марганец с прямым и обратным мар- тенситным превращением в виде раздробленной и наклепанной стружки, введение ее в расплавленный сплав на основе алюминия перед заливкой в литейную форму в количестве 5-25% от массы расплава с доведением его температуры к моменту заливки до 680 750°С, извлечение отливки при 500- 400°С и ведение охлаждения на воздухе.

Изобретение относится к литью и может быть использовано для получения изделий с повышенной устойчивостью к вибрациям с матрицей из сплава на основе алюминия, например подшипниковых щитов электродвигателей.

Цель изобретения - повышение устойчивости изделий к вибрационным нагрузкам.

Для этого литьем под давлением изготавливают композиционные отливки, армированные деформированными элементами. При изготовлении материал матрицы отливку кристаллизуют в литейной форме под давлением, извлекают ее из формы и охлаждают.

В качестве армирующих деформированных элементов используют раздробленную и наклепанную стружку из закаленного высокодемпфирующего сплава на основе медь-марганец с прямым и обратным мартенситным превращением, а в качестве материала матрицы - став на основе алюминия. Стружку вводят в расплав материала матрицы перед заливкой в литейную форму в количестве 5-25% от массы расплава. К моменту заливки температуру расплава доводят до 680-750°С. Отливку извлекают из литейной формы при 500-400°С и охлаждают на воздухе.

Устойчивость к вибрациям изделия, изготовленного описанным способом, возрастает по сравнению с аналогичным литым алюминиевым изделием, поскольку матрица армирована элементами из сплава, находящегося в состоянии, когда он обладает хорошими демпфирующими свойствами. Использование в качестве материала армирующих элементов, закаленного из области температур стабильности высокотемпературной фазы сплава медь-марганец обеспеО

XI

01

о

чивае) развитие обратного и прямого мар- тенситного превращения при последующих нагреве и охлаждении, получение в сплаве мартенситной структуры, с которой связана высокая демпфирующая способность. Пластинчатая форма и шероховатая поверхность элементов в виде раздробленной и наклепанной стружки улучшает связь между элементами и матрицей. Введение о расплав элементов в количестве менее 5% от массы расплава не обеспечивает существенного улучшения демпфирования.

Если же элементы вводятся в расплав в количестве более 25%, то в отливке появляются трещины. При температуре расплава с элементами ниже 680°С не обеспечивается полное заполнение литейной формы, если же температура расплава выше 75(ГС - ц отлипке появляются трещины. Охлаждение отливки на воздухе после извлечения из литейной формы при 500 400°С обеспечивает развитие процессов отпуска как в области 500-350°С, так и при 300-150°С. Первые процессы обеспечивают высокие демпфирующие свойства сплавои на основе медь- марганец, а вторые повышают стабильность демпфирующих свойств в процессе вылежки сплава при климатических температурах, Повышенные демпфирующие свойства сплавов на основе медь-марг,нец и полученных композиционных изделий сохраня- ются при нчгреве до 100-150°С. Предлагаемый способ позволяет совместить процесс литья сплавз на основе алюминия с армированием его элементами из сплава на основе системы медь-марганец и обеспечить высокие демпфирукнцие свойства этих элементов.

Предложенным способом полутоны подшипниковые щиты для электродвигателей. Для армирования используется сплав медь-марганец, содержащий 50% Мп, выплавленный в индукционной печи и закаленный от 850°С в воду. Стружка получена на токарном станке и измельчена в стальной ступке. При введении армирующих элементов в расплав достигается быстрый их нагрев до 680-750°С. В результате обеспечивается подавление роста частиц а марганца. Кроме того, в пластически деформированном сплаве Cn-Мп замедляется распад переохлажденной высокотемпературной фазы, что также способствует измельчению частиц а -марганца и

достижению лучших характеристик демпфирования. В электродвигателях с подшипниковыми щитами из неармированного сплава АК5М2 относительная величина перемещений при вибрациях была принята за 100%.

При армировании сплава АК5М2 5 мас.% 2 об.%) и 25 мас.% (-12 об,%) соответствую- перемещения составляют 70 и 45%, В случае армирования 2 мас,% величина перемещений составляет 97%, а армирование 30

мас.% приводит к трещинам в отливках.

Таким образом, использование армированных литых подшипниковых щитов позволяет понизить вибрации электродвигателей в 1,5-2 раза и улучшить условия их эксплуатации.

Предлагаемый способ позволяет использовать в качестве материала для армирования стружку сплавов на основе медь-марганец, являющуюся отходами механической обработки деталей из таких сплавов, он прост, технологичен и не требует специального литейного оборудования. Формула изобретения Способ изготовления литьем поддавлением композиционных отливок, армированных деформированными элементами, включающий кристаллизацию материала матрицы в литейной форме под давлением, извлечение и охлаждение, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости изделий к вибрационным нагрузкам, в качестве материала матрицы используют сплав на основе алюминия, а в качестве армирующих деформированных

элементов - раздробленную и наклепанную стружку из закаленного высокодемгт- фирующего сплава на основе медь-марганец с прямым и обратным мар- тенситным превращением, при этом вводят ее в расплав материала матрицы перед заливкой в литейную форму в количестве 5- 25% от массы расплава с доведением его 1емпературы к моменту заливки до 680- 750°С, отливку извлекают при 500 - 400°С, а

охлаждение ведут на воздухе,