Способ отливки поршней Советский патент 1943 года по МПК B22D17/00 B22D21/04 B22D25/00 

Материал для поршней должен удовлетворять еледующим основным требованиям: обладать высокой жаропрочностью, высоким сопротивлением износу и хорошими антифрикционными свойствами; коэффициент термического расширения его должен быть возможно ближе к коэффициенту термического расширения материала гильзы цилиндра.

Из всех применяемых алюминиевых поршневых сплавов первое место по своим свойствам занимают термически обрабатываемые силумины. Сплавы этого типа обладают высоким сопротивлением износу и на 10-13% меньшим коэффициентом расширения, чем другие известные жаропрочные алюминиевые сплавы.

Преимущества силумина находятся в прямой зависимости от .содержания в нем кремния.

В применяемых силуминах содерл-сание кремния ограничивается 14%. Увеличение содержания кремния выше 14% приводит к резкому падению пластических свойств и сообщает сплаву большую хрупкость. Это объясняется тем, что нри обычных методах получения сплава заэвтектический первичный кремний распределяется в виде грубых пластинчатых включений.

На основании проведенных работ в области кристаллизации сплавов настоящим изобретением предлагается в качестве материалов для поршней применять сплавы алюминия, содерл ;ащие до 30% кремния с добавкой до 2% меди, магния и марганца для повышения механических свойств термической обработки и до десятых долей процента фосфора для некоторого измельчения первичного кремния.

Отливка поршней производится под давлением. При этом наблюдается резкое измельчение нервичного кремния и устраняются внутренние дефекты, связанные с усадочными явлениями и азонасыщенностью.

Измельчение первичного кремния и общее уплотнение металла приводит к значительному увеличению прочности и пластичности металла. При давлении порядка 100-200 KZJMM (что вполне осуществимо для поршней или заготовок для них на обычном кузнечно-прессовом оборудовании), материал приобретает тонкозернистое строение.

Поршни можно изготовлять двумя способами:

№ 62265- 2 -

1-й способ. Получение индивидуальной поршневой заготовки кристаллизацией залитого в штамп .сплава под механическим давлением до 200 кг1мм. В дальнейшем из заготовки обычными методами ковки и штамповки изготовляется штамповка поршня.

2-й способ. Непосредственное получение поршня с припусками на механическую обработку кристаллизацией сплава под механическим давлением до 200 кг/мм.

Применение предлагаемого способа получения поршней из высококремнистых силуминов путем обработки жидкого сплава присадкой фосфора и кристаллизации под давлением до 200 к,г1мм позволяет получать поршни из сплавов с коэффициентом термического расширения порядка 14.106.

Жесткость поршней при этом повышаегся пропорционально содержанию кремния в алюминиевых сплавах. При 30% кремния модуль упругости сплава близок к модулю упругости бронзы.

Предмет изобретения

1.Способ отливки поршней из сплава алюминия с кремнием, отличающийся тем, что поршни отливают с кристаллизацией под давлением из алюминиевого сплава, содержашего кремния до 30%, с добавками меди, магния и марганца в суммарном количестве до 2% и небольших количеств фосфора.

2.Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что отлитую заготовку подвергают ковке или штамповке.