Литейная форма для отливки железнодорожной крестовины Советский патент 1980 года по МПК B22C9/02 B22D27/04 

(54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ОТЛИВКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ КРЕСТОВИНЫ Изобретение относится к произвоцству железноаорожных стрелочных переводов. Ивестна литейная форма для отливки железнодорожных крестовин, состоящая из верхней и нижней металлических опок, блока формовочной земли, повторяющего очертания верха и низа отливаемой детали, стержней, воспроизводящих-боковые поверхности к полости отливки, и литнико вой системы Ш . Недостатками этой конструкции являются большое количество стержней,приготовленных из специального стержневого состава, и она не обеспечивает необходимую структуру металла крестовины. Сборка таких форм является, очень трудоемкой и малопроизводительной операцией, так как требуется очень тщательная подгонка монтируемых в форме стержней. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является литейная форма для отливки железноаорожных крестовин, состоящая из верхней и нижней металли- I ческих опок, блока формовочной земли, заключенного в этих опоках, пбверхность внутренней полости которого повто ряет поверхность отливки, стержней, предназначенных для формирования крепежных отверстий в литой крестовине, и литниковой системы 2J. Недостатком этой конструкции является то, что микроструктура крестовины, отлитой в такую форму, характеризует ся крупными (более 0,5 мм) беспорядочно ориентированными зернами. Такая микроструктура приводит к усиленному развитию микротрещин в острие и усовиках крестовины с последующим образованием выкрашиваний в процессе эксплуатации и преждевременному выходу из строя крестовин. Целью изобретения является образование аксиальной текстуры (1ОО) ( ) и уменьшение модуля Юнга путем ускоренного охлаждения поверхности катания острия и усовиков при кристаллизации от пивки крестовины и повыи:еиие ее эксплуатационной стойкости. Это достигается тем, что в иавест ной питейной форме опя отливки железнодорожных крестовин, содержащей верхнюю и нижнюю металлические опоки, 6rtoR. формовочной земли, заключенный в этих опоках, поверхность внутренней полости которого повторяет поверхность отливки, стержни, предназначенные для формовки крепежных отверстий в литой крестовине, литниковую систему и металлические плас тины, установленные в полости земляного блока в местах, повторяющих конфигурацию поверхности катанияострияи усовиков от „ ливкикрестовины,и имеющие толщину0,30,7 и 6-7 соответственно ширины полости усовика ( 8), при этом пластина острия имеет скос в широком конце, а пластины усовиков - на обоих концах. Другое от личие состоит в том, что величина скоса составляет 30-45 . На фиг. 1 изображена литейная форма, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид металлической пластины ,с поверхности, повторяющей конфигурацию поверхности острия крестовины. на фиг. 4 то же, виц сбоку; на фиг. В - вид металлической пласти ны с поверхности, повторяющей конфигурацию усовика крестовины на фиг. 6 то же,, вид сбоку. Толщина металлических пластин опреде ляет скорость охлаждения поверхности катания острия и усовиков при кристаллизации отливки крестовины: чем больше тол щина пластин, тем выше скорость охлаждения. Металлические пластины, выполняю щие функции внешних холодильников при производстве отливок, широко применяютс наряду с холодильниками других форм, а именно конусными литыми петельками, ме таллическими цепями, силикокарбидными кирпичами для обеспечения одновремен- ности кристаллизации металла в отливке с резкими переходами от толстых к тонким сечениям, В результате проведенных опытов установлено, что аксиальная текстура (100 ( h КЬ ) образуется в поверхностных елоях усовиков и острия крестовины только в случае, когда толщина пластин-холодиль ников находится в пределах 0,3-0,96, где 2. - ширина полости усовика, при это скорость охлаждения поверхности катания острия и усовиков составляет 80- 50О град/мин., остальная часть поверхнос ти крестовины охлаждается со скоростью 7-12 град/мин. Охлаждение в таких усло BHsoc приводит к образованию в поверхноотных слоях толщиной до 12 мм острия крестовины мелкозернистой структуры с ориентировкой кристаллитов плоское тями типа (100) параллельно плоскости ка тания, т. е. аксиальной текстуры (100) ( ilKt ). В результате этого снижается модуль Юнга, что приводит к уменьшению силы удара колеса о крестовину при прохождении поезда через стрело шый перевод. Длина металлических пластин определяется -областями острия и усовиков, на которых колесо ударяется о крестовину при переходе через стрелочный перевод. . R „„ „о,п.,.« ,л ......о „...., Эта область на усовиках и острие имеет длину в раз большую ширины усовика. Механические свойства поверхностных слоев крестовины, охлажденных со скоростью 8Q-5OO град/мин.,существенно отличаются от свойств тех областей поверхности катания крестовин, где скорость охлаждения составляет 7-.12 град/мин. Поэтому скосы на концах металлических пластин под углом 30-45 предназначецы для плавного перехода скорости охлаждения от 80-500 до 7-12 град/мин. На опытных крестовинах, отлитых в формах с металлическими пластинами, на которых не было таких скосов, на поверхности катания в местах перехода от скорости охлаждения до 7-12 град/мин наблюдалось образование ступеньки, при эксплуатации, вызванной неодинаковой плас- гичностью текстурованного и стандартно крестовины. В крестовинах, отлитых с применением металлических плаотин со скосами на концах, такие ступеньки не возникали и срок службы кресто ин был значительно выше, чем стандартЛитейная форма состоит из верхней и нижней металлических опок 1, 2, блока формовочной земли 3 с внутренней полостью Б, поверхность которой повторяет поверхностЬ отливки стержней 4, предназначенных для формирования крепежных отверстий в литой крестовине, литниковой системы 5, металлической пластины 6, меньшая повер хность оторой овто ряет поверхность острия крестовины, металли, ческих пластин 7, меньшая поверхность которых повторяет конфигурацию усовика крестовины. При заливке жидкого металла во внут- реннюю полость Б блока формовочной земли 3 скорость охлаждения на поверхности катания острия и усовиков крестовины при кристаллизации значительно выше, чем на остальных частях поверхно ти отливки, так как теплопровоцность ме талла во много раз выше, формовочной земли. Изменяя толщину металлических пластин, регулируют скорость охлаждения металла при кристаллизации. Результаты опыта показьтают, что при увеличении толщины металлических пластин 6 и 7 от 0,3 до 0,7 скорость охлаждения при кристаллизации металла, контактирующего с этими пластинами, возрастает от 8О до 500 град/мин. При этих скоростях охлаждения в поверхностных слоях острия и усовиков кре стовины толщиной до 12 мм образуется мелкозернистая структура-с преимущественной ориентировкой кристаллитов плоскос тями типа (100) параллельно плоскости катания, т. е. аксиальной текстуры ( 100 (/IKt). Такая ориентировка снижает модуль Юнга и тем самым уменьшает силу удара колеса о поверхность крестовины при пе рбходе через стрелочный перевод и благодаря этому повышается эксплуатационная стойкость крестовин. Эксплуатационные испытания крестовин, отлитых в литейную форму предлагаемой конструкции, показали (по данным Приднепровской железной дороги), что эксплуатационная стойкость этих крестовин в 1,5-2 раза выше, чем стандартных Формулаизобретения 1. Литейная форма для отливки железнодорожной крестовины, имеющей поверхности катания на усовиках - и острие, содержащая верхнюю и нижнюю полуформы со стержнями и литниковой системой, и металлические пластины, размещенные на рабочей поверхности полуформ, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости крестовин, металлические пластины размещены на участках рабочей поверхности полуформ, оформляющих поверхности катания острия и усовиков отливки железнодорожной крестовины, а толщина и длина пластин составляет соответственно 0,3-О,7 и 6,0-7,0 ширины полости усовика, при этом на нерабочей поверхности металлических пластин, оформляющих усовики, выполнены скосы с двух концов, а оформляющих острие - скос на широком конце. 2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что величина скоса составляет 30-45°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Кармазин С. В. Высокомарганцовистые стали и фасонные отливки из них, - Качественная сталь, 1934, № 6, с. 27-28. 2. Временный технологический процесс производства стального литья стрелочньо переводов и крестовин всырые песчано- линистые земляные формы, 44, 01211, МПС, ПКТБ ЦТВР по вагонам, М., 1976. S 7

О.ПО.П

61-n