Способ литья газонасыщенных сплавов под переменным газовым давлением Советский патент 1993 года по МПК B22D27/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок из гаэонасыщенных сплавов.

Известен способ получения пористых отливок, включающей заливку в форму расплава, обработанного продувкой влажным воздухом, выдержку на кристаллизацию и извлечение отливки (Лранция, заявка V , кл. В 22 С 11/06, В 22 27/00).

Недостатком способа является то,, что часть газа успевает выделиться в виде пузырьков и удалиться из расплава при снижении его температуры в процессе заливки и начальной стадии затвердевания до образования сплошного кристаллического каркаса. Это приводит к снижению эффекта газонасыщения, образованию крупных газовых раковин и уменьшению пористости отливки k

Известен способ литья под низким давлением с противодавлением, включающий насыщение расплава газом, создание противодавления в форме, заливку расплава в форму под избыточным давлением и выдержку на затвердевание под давлением (Доклады симпозиума по методу литья с противодавлением, 19-22 апреля 1973, Варна, 1973, сс 3-15).

Недостатком данного способа является то, что наличие избыточного давления в процессе кристаллизации отливки препятствует выделению газа из расплава, в результате чего пористость резко снижается, либо вовсе устраняется, а на поверхности непропитываемых узлов образуются утя- жины.

Прототипом изобретения является способ литья пол избыточным газовым давлением (а „с. СССР f МлЮО, кл0 В 22 D , включающий подготовку металла и з.чливкч л - при избыточном давлении г л T.I .чш, 1

Ј

00

ю ю

CJ

VI

-N

CJ

1-10 Чтм с последующим дополнительным повышением давления на -10 атм„ Способ осуществляется следующим об-, разом. Выплавленный в атмосферных условиях сплав вместе с раздаточным ковшом помещают в автоклав, в котором создают избыточное давление инерного газа или сжатого воздуха величи .ной 1-10 атм в зависимости от типа сплава. После небольшой выдержки под указанным давлением производят заливку форм (под тем же давлением), а затем резко повышают давление на k- 10 атм и поддерживают его на данном уровне до концп затвердевания ливки.

Недостатком способа является то, что наличие значительного избыточног давления в процессе кристаллизации отливки препятствует выделению газа из расплава и образованию пористости в результате чего в непропитываемых узлах отливки .образуются концентрированные раковины и трещины, а на поверхности отливки - утяжины, нарушающие размерную точность.

Целью изобретения является получение размерно точных отливок с рассредоточенной мелкой газовой порис- тостью в центральной зоне

Это достигается тем, что в способ литья газонасыщенных сплавов под переменным газовым давлением, включаю - щем газонасыщение расплава, заливку формы и кристаллизацию отливки в автоклаве под всесторонним газовым давлением, после образования в отливке сплошного кристаллического каркаса (твердо-жидкого состояния) давление в автоклаве понижают„

В заявляемом способе до перехода отливки в твердо-жидкое состояние всестороннее газовое давление препят ствует газовыделению из расплава, сохраняя его исходную газонасыщенность и способствуя формированию плотной наружной корки отливки, а последующее понижение давления инициирует газовыделение и образование газовых пузырьков для компенсации усадки. Так как кристаллический каркас препятствует всплыванию и объединению выделившегося газа, обособленные мелкие пузырьки остаются в точках ил зарождения, образуя рассредоточенную газовую пористость в центральной зоне отливки.

0

в 0

5

0

5

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На чертеже представлена схема устройства, на котором был реализован данный способ.

Устройство состоит из камеры 1 с крышкой 2, снабженной люком 3 для за- липки расплава в поворотный ковш . В камеру устанавливают форму 5.

Способ осуществляли следующим образом.

Расплав силумина (содержание кремния 6 и 11%) выдерживали в индукционной печи при температуре 1000 - 1050°С в атмосфере водяного пара в течение 1 часа. Лозу расплава,необходимую для заполнения Формы 5, через люк 3 заливали в ковш . После герметизации люка в камере создавали избыточное давление 0,5 МПа, а затем поворотом ковша заливали paQ,- плэв в форму. Температуру расплава в форме контролировали термопарой (на схеме не указана). В момент достижения температуры образования сплошного кристаллического каркаса (600 - 605°С для 6 и 575-580°С для 11% - установлено предварительно вне автоклава) давление в автоклаве снижали до атмосферного. После окончания кристаллизации автоклав раскрывали и извлекали отливку из (Ьормы. Анализ внешнего вида и осевого сечения показал, что утяжины на поверхности отсутствовали, а в центральной зоне имела место мелкая рассредоточенная пористость.

В то же время при поддержании избыточного давления 0,5 МПа на протяжении всего процесса кристаллизации отливки на ее поверхности образовались глубокие утяжины, а при затвердевании отливки от начала до конца под атмосферным давлением в ее верхней части наблюдалось скопление крупных газовых раковин, образовавшихся в результате всплыпяния и объединения газа, выделяющегося до перехода отливки в твердо-жидкое состояние.

Таким образом, применение предлагаемого способа литья глзонлсыщен- ных сплавов под переменным газовым

Использование: в области литейного производства при получении отливок из газонасыщенных сплавов. Сущность изобретения: способ включает газонасыщение расплава, заливку форм и кристаллизацию отливки в автоклаве под всесторонним газовым давлением, при этом после образования в отливке сплошного кристаллического каркаса (твердо-жидкого состояния) давление в автоклаве понижают. 1 ил.