Способ литья по газифицируемым моделям отливок Советский патент 1993 года по МПК B22D18/00 B22C9/04 

Изобретение относится к литейному производству, точнее к литью по газифицируемым моделям под низким давлением изделий из алюминиевого сплава.

Задачей изобретения является сохранена воздействия давления при литье указанною выше алюминиевого сплава.

Изобретение отличается от известного способа тем, что его используют в основном

для

литья изделий из алюминиевого сплава,

имеющих интервал отверждения, превыша- Ю11 ий 30°С, геометрия которых такова, что отношение R длины, которая отделяет прибы;

ких

толщины изделия вдоль этой длины превыша

относительное давление заключено между

ьную часть слитка от одной или несколь- критических зон, к половине средней

ST значение 10, и тем, что применяемое

0,1

и 0,5 МПа.

Это отношение в действительности являв ся отношением L к модулю М части изделия, расположенной между прибыльной

частью слитка и критической зоной, т.е. к параметру, используемому в литье, который соответствует в среднем половине толщины, т.е. е/2, откуда (L/M) (L/(e/2) 2L/e.

Это отношение позволяет зафиксировать максимальное значение давления, которое можно применять без риска образования губчатой усадочной раковины: таким образом, чем больше это отношение, тем меньше должно быть значение давления. Было найдено, что для давления величиной 0,4 МПа, R было близко к 10. Следовательно, когда R имеет большее значение, необходимо применять давление, меньшее 0,5 МПа, которое может доходить до 0,1 МПа, т.е. значения, ниже которого давление больше не оказывает существенного влияния и может быть, следовательно, устранено.

Изобретение применимо предпочтительно к сплавам с большим интервалом отверждения, таким как, например, AI-Cu,

Ё

С

со

00

о

4 Ю

GJ

AI-Cu-Mg, AI-Zn-Mg, AI-SI-Cu-Mg, а также к сверхэвтектическим сплавам AI-Si-Mg, в которых содержание кремния предпочтительно, меньше или равно 9 вес.%.

На фиг.1 дана микрофотография изделия из сплава AS5U3G (состав, вес.%: кремний 5%, медь 3%, магний 1%, остальное алюминий), в котором R равно 15, и где давление, использованное в ходе литья, было равно 1,1 МПа; на фиг.2 - микрофотография того же самого изделия, но где использованное давление равнялось только 0,30 МПа; на фиг.З и 4 - головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Установлено присутствие на фиг.1 черных зон, соответствующих инфильтрации дендритов газом и образованию губчатой усадочной раковины, тогда как на фиг.2 эти зоны практически несущественны.

Изобретение будет лучше понято при помощи следующих примеров использования.

Изготовили головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, исходя из того же алюминиевого сплава AS5U3G. Эти головки имели два типа геометрии, изображенных на фиг.З и 4, и состояли соответственно из сетки 1, скобы 2, соответствующей критической зоне, и прибыльной части слитка 3.

Для каждого из этих типов определили размеры критической зоны: толщину е и ширину U; размеры сетки: толщину е, ширину L, и определили отношение L/e и значение R L/M.

Головки каждого типа были разделены на две партии, а каждая партия была подвергнута в ходе литья либо относительному давлению величиной 0,3 МПа, либо относительному давлению величиной 1,1 МПа.

После извлечения модели из формы проверяли качество головок относительно губчатой усадочной раковины. Результаты представлены в таблице.

Установлено, что для значения R 7,6 и каково бы ни были примененное давление,

0

не отмечено появление никакой губчатой усадочной раковины.

Для головок по фиг.З, следовательно, можно будет применять классический способ.

Напротив для головок по фиг.4, где отношение L/M равно 15,4, губчатая усадочная раковина при давлении 1,1 МПа, но не появляется при давлении 0,3 МПа. Эти головки, следовательно, должны будут отливаться в соответствии со способом по изобретению, для того, чтобы они были пригодны для использования.

Изобретение находит свое применение 5 особенно при производстве головок цилиндра автомобильных двигателей и любых изделий, требуемых высоких механических характеристик.

Формула изобретения

1. Способ литья по газифицируемым моделям отливок, в частности из алюминиевого сплава, включающий погружение модели в форму из сыпучего материала без связующего, заполнение формы жидким металлом, воздействие на форму изостатическим давлением газа перед тем, как затвердевшая часть металла превысит 40 мас.%, отличающийся тем, что, с целью получения качественных отливок из алюминиевых сплавов с интервалом кристаллизации, превышающим 30°С, и у которых отношение R расстояния, отделяющего прибыльную часть отливки то одной или нескольких критических зон образования усадочных раковин к половине средней толщины отливки вдоль этого расстояния превышает значение 10, величина давления газа заключена между 0,1 и 0,5 МПа.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что величина давления обратно пропорциональна отношению R.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что используют алюминиевые сплавы на основе систем AI-Cu, AI-Cu-Mg, AI-Zn- Mg, AI-Si-Mg и AI-Si-Cu-Mg.

0

5

0

5

0

5

Сущность изобретения: при литье изделий из алюминиевых сплавов, имеющих широкий интервал отверждения и обладающих отношением длины к модулю вдоль расстояния между местом, где образуется усадочная раковина, и прибыльной частью слитка больше 10, на форму воздействуют давлением газа, заключенным между 0,1 и 0,5 МПа. Оно позволяет изготовить, в частности, головки цилиндра для автомобилей, не имеющих ни газовых пробоев, ни губчатой усадочной раковины, и любые изделия с высокими механическими характеристиками. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

i srfcb

гИ)8Ш

(pt/&3

(риг. 4.