Способ получения пористых отливок Советский патент 1977 года по МПК C22C1/08 B22D27/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ОТЛИВОК

1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при изготовлении фильтров и износостойких или облегченных деталей.

Известен способ получения пористых

металлических мембран, заключающийся в Том, что из заготовки, состоящей из основного металла и вспомогательного, последний отгоняется в вакууме при температуре, лежащей ниже температуры плавления основ новного металла 1.

Этот способ сложен для осуществления и не обеспечивает получения равномерной пористости по всему объему заготовки, так как она зависит от равномерности распределения вспомогательного и основного металлов по всему объему заготовок.

Известен также способ получения пористых отливок из двух компонентных сплаВОВ| заключающийся в том, что сплав залнвают в форму, подвергают его направленному затвердеванию, а затем один из компонентов вытравливают 2j.

Недостатком этого способа является попучение пористости в одном направлении,

Кроме того, невозможность создания постоянного градиента температур по всему объему отливки не позволяет получить равномерную пористость. Недостатком способа является также то, что вытравливаемый компонент не должен содержать примесей, которые вследствие избирательного действи растворителя остаются в отливке, что приводит к неравномерности физических свойст по ее сечениям.

Целью изобретения является получение равномерной пористости по всему объему отливки путем удаления жидкой фазы из межкристаллитных -пространств.

Это достигается тем, что сплав выдерживают при постоянной температуре, лежащей в интервале кристаллизации сплава, а затем прикладывают к нему избыточное давление.

Способ осуществляется следующим образом. Сплав заливают в форму и выдерживают его, например, в термостате при температуре, лежащей в интервале кристаллизации сплава, при которой в отливке выделяется строго определенное конечное копичество твердой фазы (не менее 4C)-50%) образующей во всем объеме отливки кристаллический каркас. Температура, при которой в отливке содержится необходимое количество твердой фазы, определяется до диаграмме состояния для сплава, на которого изготавливается отливка. Время вььдержки сплавов в термостате до начала приложения давления зависит от массивнобти отливки и должно быть достаточно для вьфавнивания температуры термостатирования по всему ее объему. Так, например, для отливок из алюминиевых сплавов толщиной 2О-&О, мм время выдержки находится в пре делах 6-10 мин. После этого создают иэбыточное давление в форме или в термост&те, под действием которого жидкая фаза вытесняется КЗ межкристаллитных пространств отливки. Давление может быть создано посредством жидкой, газообразной сред или электромагнитным полем. В случае необходимости получения литой проницаемой структуры в отдельной части отливки, -термостатируют и вытесняют жидкую фазу из межк{жсталлитных пространств только этой части. Величина избыточного давления, наклады емого на отливку, рассчитывается с учетом температуры сплава, при которой из отливки удаляют жидкую фазу. Абсолютное значение величины избыточного давления должн быть на 10-15% меньше давления, при котором происходит разрушение кристаллического каркаса твердой фазы при данной темп ратуре, и рассчитывается по уравнению РИЗБ/Х где - статическое предельное напряжение сдвига сплава при температуре выдерж ки, кГс/см, Н - высота отливкиJ см; Т - радиус отливки, см; U - коэффициент, учитывающий сохранение целостности кристаллического каркаса и равнь1й 0,85-0,9. Значения статического предельного напряжения сдвига для алюминиевых сплавов при различных температурах определяются по известным диаграммам. Пористость отливки или заготовки зависит от типа сплава и количества жидкой фазы, вытесненной из: отливки. Абсолютная величина пористости отливки определяется по формуле .-УТВ.ФЛЗЫ. отл.(2) где А - пористость отливки, %; ОТА отливки, см ; тв.Фигы объем твердой фазы в отливке, образовавщейся к моменту вытеснения из нее жидкой фазы, см , Пример осуществления способа. Цилиндрическую ОТЛ0ВКУ высотой 6 см и диаме-рром 4 см из алюминиевого сплава АЛ9 получают по предлагаемому способу. Залитую металлическую форму помещают в термостат, в котором поддерживают температуру 585 С. Форму с отливкой выдерживают при данной температуре 10 мин, после чего открывают крьнику. в нижней части формы и° в форме создают избыточное давление 0,4 кг/см . Пористость отливки составляет 43,6%, Абсолютную величину избыточного давления рассчитывают по формуле (1). Геометрические размеры отливки известны. Статическое предельное напряжение сдвига сплава АЛ9 при температуре 585 С со- ставпяет О.ОВ-Ю н/м ипи 0,08 кг/см. Коэффициент давления принимают 0,85. Величина избыточного давления по расчету 0,408 кГс/см. Разработанный способ изготовления пористых отливок позв оляет в три и .более раз по сравнению с извecтJ ыми интенсифицировать процесс изготовления отливок с литой проницаемой структурой со сквозной во всех направлениях и во всем объеме от ливки или отдельных ее частях пористостью не только из двойных, но и многокомпонентных сплавов. Способ позволяет управлять процессом получения пористых отливок при их изготовлении. Формула изобретения Спсхзоб получения пористых отливок из сплавов, преимущественно алюминиевых, кристаллизующихся в интервале температур, включающий заливку сплава в форму, о тл и чающийся тем, что, с целью получения равномерной пористости по всему объему отливки путем удаления жидкой фазы из межкристаллифных пространств, сплав выдерживают при постоянной температуре, лежащей в интервале кристаллизации, а затем к нему прикладывают избыточное давление, величина которого определяется по формуле где . - величина избыточного давления, кг/см ; р - статическое предельное напряжение сдвига сплава при температуре въщержки, кГс/см ; Н - высота отливки, см; 1 - радиус отливки, см; 5(5

К - коэффициент, учитывающий сохра-1. Авторское свидетельство № 127410s

нении целостности кристаллического каркаса,М. Кл. С 22 С 1/О8, I960, равный 0,85-0,9.

Источники информации, принятые во вни-2, Патент Франции № 2O32jO-i,

мание при экспертизе:5 - С 22 С 19/00, 1970.

558953