Способ получения отливок Советский патент 1976 года по МПК B22D27/14 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК

Изобретение относится IK л-итейному производству, в частности к опособаМ получения отливок из расплавов при использовании постоянных металлических форм.

Наибольший положительный эффект достирается реализации способа получения отливок с дифференцированными физикохимическими овойствами (л-рочностью, износостойкостью, коррозионной стойкостью и т. д.).

Известен способ литья с противодавлением, когда .перед заливкой в форму, в процессе заливки и кристаллизации отлив,ки, расплав находится под действием всестороннего газового давления.

Из1вестен также способ получения отливок по методу литья с противодавлвнием, когда в камеру с лйтейной и камеру с расилавом вводят активный газ, оказывающий благоприятное воздействие на физические, химические и другие свойства материала отливки.

Сжатый газ в процессе заливки формы и кристаллизации отливок оказывает постоянное и одинаковое давление на всю поверхность формы и ОТЛИВ|К1И.

Однако, если в отливках имеются местные утолщения, поражаемые при литье усадочной и газовой пористостью, либо особо нагруженные при работе части поверхности, желательно, чтобы газовое давление на расплав в фор1ме на эти места отливки было бы большим, чем давление в тонких и неответственных местах отливки, т. е. желательно осуществлять локальную газовую подпрессовку материала отливки в форме с целью ликвидации усадочных дефектов и упрочнения части ее материала. Известные способы не дают возможность осуществить такую лакальную газовую подпрессовку, исключая тем самым возможность получения отливок с дифференцированными физико-химическими свойствами.

Целью изобретения является получение отливок с диффереицированньши свойствами.

Для этого нредложено размещать в закрытых полостях формы порошкообразные «ли брикетированные твердые химические веЩйства, разлагающиеся с выделением газов, химически взаимодействующих с расплавом.

Известно, что многие твердые химические вещества (чаще всего соли) при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов.

По предлагаемому снасобу необходилю использовать такие вещества, которые разлагаются только при контакте с расплавом, для чего они должны иметь достаточно высокую температуру разложения.

Если необходимо осуществлять только локальную цодпрессовку расплава в форме

без легирования его газом, то в качестве таких вещест1В могут быть, например, использованы следующие соли:

а) NaHCOa, MgCOs, К2СОз, СаСОз, выделяюииие н-ри нагреве до 500-800° С углемислый газ СОа;

б) КСЮз, КМпО4, МпОа, EsOz, выделяющие лри нагреве до 400-700° С кислород Ог;

.в) MgCb бНоО, КС1 . MgCb бНгО, -выделяющие хлористый водород НС пр« нагреваНИИ до 400-600° С.

Известно, что не:кото рые газы, 1асыщая поверхность Спла.вов в ж-идком либо твердом СОСТОЯ1НИИ, оказывают благоприятные воздействия на физи1Ко-хи;МИческие свойства их Материала. Например, для сталей широлсо рас.просиранены азотиравание, Циа1НИ рова1Ние и цементирование поверхности. Газовое азотирование обьично .проводят с помощью азота или аммиака при температуре 500-600° С. Газовое циаииравание обычно проводят смесью 20-125% алшиака и 80-75% светильного газа лри температуре 700-800° С. Цементирование сталей проводится газообразными продукта;ми пиролиза при 880- 950° С древесного угля с доба:Еками ВаСОз, МагСОз.

Газообразный азот может быть получен в результате разложения при 400-600° С следующих солей: NH4N02, NaNz, MN4 2Cr2O7 и других либо при термическом разложении смесей солей, яаирнмвр, смеси (1 вес. ч.) и К2Сг2О7 (2 вес. ч.) при температуре 300-400° С.

В соответствии с этим локальное газовое азоти|роваяие част1И. поверхности отливки в форме можно производить, помещая в закрытые полости формы тв ардые соли или их смеси, которые выделяют азот или аммиак при действии па них расплавов, например, NH4NO2, или смесь и КйСгйО4.

Локальное газовое цианирование можно проводить, помещая в за1Крытые полости формы твердые вещества или их смеси, которые при контакте с расплавам выделяют светильный газ и а1МмиаК (например, смесь каме1ННОГО угля и ).

Локальную газовую цементацию можно проводить аналогично, используя смесь веществ, разлагающихся с выделением СО и СО2, например, смесь древесного угля и карбонатов щелочных металлов.

.Величину локального газового давления на раснлав в форме можно регулировать путем изменения количества газифицирующего вещест1ва, помещаемого в закрытую полость формы. Если одновременно с локальной газовой под црессовкой производится газовое легирование части поверхности отливки, то можно регулировать величину парциального давления легирующего газа в газовой смеси путем изменения соотнощения между твердьш веществом, выделяющим легирующий газ, и твердым вещест1вом, .выделяющим

инертный газ, в используемой солевой смеси, либо изменяя количество этой смеси.

Величины давления газов при локальной подпрессовке и локальном газовом легировании отливки в форме могут быть весьма больщими, что позволяет осуществить эти процессы васьма эффективно, даже в условиях литья с противодавлением. Наоример, в закрытую полость формы помещен и соприкасается с расплавом карбонат аммония . В соответствии с уравнением тер1мическо1го разложения этой соли

МН4 2СОз- 2NH3 + РЬО + СО. из 96 г соли выделяется 254 10 см газов со средней температурой 500° С. Если принять, что закрытая полость формы выполнена в виде цилиндра диаметрО;м 40 мм и высотой 70 мм, количество используемой соли составляет 32 г и форма находится под действием всестороннего противодавления в 10 кгс/см,то с помощью несложных расчетов можно показать, что при полном разложении этого количества соли в залсрытой полости на материал отливки создается давление около 1000 кгс/см.

Следует отметить, что Процесс разложения любой соли при соприкосновении с расплавом имеет протяженность во времени и для больщинсива солей полное их разложение будет происходить только после частичного или полного затвердевания расплава в области соприкосновения с выделяющимися газами. С целью изменения скорости разложения солей при контакте с расплавам, а также удо.бства в уста.новке их в за крытые полости литей.ной формы СОЛ1И и их смеси :можно брикетировать или 0:катывать с использованием при необходимости связующих веществ (например, литносульфонатов).

Практически брикеты -или окатыщи из солей и их смесей для локального легирования .и подпреосов.ки отливки можно помещать в глухие сверленые отверстия в 1верхней части формы, сообщающиеся с ее полостью, куда расплав при заполнении формы поступает в последнюю очередь. Эти глухие отверстия должны располагаться против тех мест на поверхности отливки, которые должны быть подвергнуты дополнительной локальной поднрессовке или легированию газами. При литье с противодавлением брикеты из солей можно располагать в полостях в верхней части формы, которые обычно выполняются в формах для этого вида литья и играют роль газовых вьшоров.

Необходимо отменить, что при определении вида используемой соли и ее количества, а также при проектировании формы для описываемого способа литья, следует учитывать и исключать возможность про.рыва газов из закрытых полостей формы, а также перелив расплава в питающую систему, 1под действием нерационально выбранного чрезмерно больщого локального газового давления. .5б

Формула изобретениящийся тем, что, с целью получения отливок,

Способ получения отливок, включающийми свойствами, путем лохального легировазаполнение л«тейной формы расплавом, соз-ния, в качестве источника давления, испольдание давления газами, получаемыми из5 зуют расположенные в местах легирования

твердых веществ, помещаемых в форму иотливки материалы, выделяющие газы, хиразлагающихся лод действием тепла отлив-мически взаимодействующие с заливаемым

ки, и кристаллизацию последней, отличаю-расплавом.

498092

с дифференцированными физико-механически