Способ литья алюминиевых сплавов под газовым давлением Советский патент 1980 года по МПК B22D18/04 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под газовым давлением.

При литье под газовым давлением заполнение формы расплавом осущест- 5 вляется через металлопровод установки за счет действия газа, преимущественно воздуха, подаваемого под давлением на зеркало расплава, находящегося в герметичной камере pj . 10

Однако при этом происходит окисление поверхности расплава с последующим замешиванием окислов в расплав, приводит к снижению свойств отливок. Для повышения качества отливок 5 вместо воздуха (рабочего агента) применяют инертный газ, повышенный расход которого увеличивает себестоимость изготовления отливок. Кроме трго, с течением времени свойства рас- 20 плава ухудшаются из-за снижения эффекта рафинирования.

Известен также способ литья под низким давлением, который может быть применен и при литье с противодавле- 25 нием, включающий заполнение расплавом емкости, герметизацию объема нет расплавом, подачу рафинирующего газа под давлением в донную часть емкости, заполнение расплаво формы, кристалли- 30

зацию и охлаждение отливки, снятие давления газа. Это позволяет сократить расход рафиЕшрующего газа и производить рафинирование расплава с каждым циклом получения отливкиЩ}.

Однако, и в этом случае расход рафинирующего газа значителен, так как определяется величиной давления, которое необходимо создать в объеме над расплавом и значительно превышает расход газа, необходимого для рафинирования расплава.

Кроме того, -в обоих случаях с течением времени снижается качество расплава из-за уменьшения эффекта модифицирования , что ухудшает к.ачество отливок, особенно при литье в неметаллическую форму.

Цель изобретения - повышение качества отливок.

Поставленная цель дос игается тем, что в поток воздуха через 2-3 секунды после начала его подачи вводят 1-1,5% от веса отливки рафинирующего вещества и 2-2,5% от веса отливки модифицирующего вещества.

СпосЪб осуществляется следую1цим образом.

В обогреваемую емкость установки литья под газовым давлением заливают нерафинированный и немодифицированный расплав материала отливки, собирают форму, сообщая объем расплава в печи с рабочей полостью формы при помощи металлопровода, объем над расплавом герметизируют. Затем в донную часть емкости подают под давлением сжатый воздух, который предварительно смешивают с порошком или расплавом 1-1,5% от веса отливки рафинирующих и 2-2,5% от веса отливки модифицирующих веществ. Проходя через объем расплава, воздух разогревается и увеличивается в объеме, создавая над расплавом давление, величина которого регулируется системой сброса. Порошок или расплав рафинирующих и модифицирующих веществ, попадая вместе с воздухом в нижние слои расплава, разлагается и .вступает во взаимодействие с расплавом, рафинируя и модифицируя его. При больших количествах обрабатывающих веществ происходит их перерасход, а также перемодифицирование и перенасыщение рафинирующим газом расплава. При меньшем количестве этих веществ часть объема- расплава для отливки не обрабатывается и ухудшается качество отливки. В связи с тем, что смесь воздуха поступает в донную часть емкости, рафинируются и модифицируются в первую очередь, нижние слои расплава. Из-за недостатка рафинирующих и модифицирую щих веществ верхние слои не обраба.тываются. Под действием давления воздуха .нижние обработанные слои расплава че рез металлопровод заполняют полость формы и кристаллизуются. После заполнения полости формы и технологически необходимой выдержки времени подача воздуха прекращается, а давление в объеме над расплавом поддерживается за счет дальнейшего прогрева воздухаи после кристаллизации отливки системой сброса снижается до атмосферного Расплав сливается в емкость. После охла;кдения отливки форма разбирается отливка удаляется и цикл повторяется С целью снижения расхода рафиниру ющих и модифицирующих .веществ, смеши вани.е их с рабоч-им воздухом производйтся в. конце прохождения через вход ное отверстие металлопровода объема расплава, достаточного для заполнени полостей для прибылей, выпоров, проMHJBHHKOB и т.д., расположенных в части формы. Кроме того, необработанные объемы расплава медленнее кp cтaллизyютcя, обеспечивая питание отливки в течение длительного времени, что позволяет снизить расход сплава на питающую систему. Прекращение подачи рафинирующих и модифицирующих веществ в рабочий воздух следует производить после прохождения через входное отверстие металлопровода объема расплава, равного объему отливки, что позволит заполнять литниковую систему необработанным расплавом. Лучшее качество отливок обеспечивается при смешивании с воздухом тонкого помола рафинирующих и модифици-рующих веществ с размером частиц 0,01... 0,1 мм. Эти вещества перед подачей в сжатый воздух могут быть предварительно смешаны либо подаваться раздельно. Для ускорения обработки расплавов рафинирующими и модифицирующими ве- . щества;ми их предварительно подогревают . В этом случае более рациональна раздельная подача веществ в сжатый воздух, поскольку позволяет осуществлять раздельный подогрев рафинирующей соли и модификатора до разных температур. Еще более эффективна обработка расплавами модифицирующих и рафинирующих веществ. В этом случае поток воздуха размельчает их расплав до мелкодисперсного состояния, и такой смесью производится обработка расплава материала отливки.- При этом также целесообразна раздельная подача расплавов модифицирующих и рафинирующих веществ в поток воздуха, поскольку эти вещества расплавляются при разных температурах. Возможная -подача смеси воздуха с рафинирующими и модифицирующими веществами не в донную часть, а на зеркало расплава. Однако при этом обрабатываются верхние слои расплава, а для обработки нижних слоев требуется увеличение расхода рафинирующих и модифицирующих веществ, применение специальных устройств для замещиванйя их в объем расплава и специальных фильтров для улавливания- частиц этих веществ при выпуске воздуха из объема над расплавом с целью их последующего использования. Возможно смешивание воздуха производить с каким-либо рафинирующим газом, причем объем газа должен обеспечива.ть рафинирование объема расплава, равного объему 1,1...2 отливок. Порядок введения газа в воздух такой же как и при введении порошков или расплавов. Однако в этом случае не производится модифицирование расплава и ухудшается качество отливок. Для устранения указанного недостатка в сжатый воздух совместно с рафинирующим газом можно вводить порошок или расплав модификатора. В зависимости от требований, предъявляемых к отливке, расплав мож-но только рафинировать или только модифицировать, вводя в него соответствующие вещества. При использовании способа для литья с противодавлением подачу смеси воздуха с обрабатываиощими веществами производят лишь в камеру с емкостью для расплава.

П..р и м е p. В емкость установки для литья под газовым давлением заливают 120 кг расплава алюминиевого сплава марки АЛ2 при температуре . Отливку весом 5,5 кг получают в металлической форме, температура которой составляет 250-350 0,

В донную часть емкости подают воздух под давлением 0,2 атм в течение 15 сек/ над расплавом давление воздуха поддерживают на уровне 1,5 атм. Через 2 сек после начала подачи воздуха в его поток вводят 60 г гексахлорэтана и 100 г тройного флюса в течение 11 сек. После выдержки под давлением в течение 40 сек давление над расплавом выравнивается до атмосферного и через 50 сек форма разбирается, и отливка удаляется.

Гексахлорэтан и тройной флЕос предварительно размалывают до размера частиц 0,05 мм, смешивают и подогревают до температуры 40с.

При этом происходит снижение брака отливок по герметичности на 1,5%, по сравнению с изйестным устройством и уменьшение расхода гексахлорэтана и тройного флюса в 10 раз.

Таким образом, изобретение позволяет в 10 раз снизить расход рафинирующего газа, а также повысить качество отливок за счет постоянного модифицирования расплава.

Формула изобретения

Способ литья алюминиевых сплавов под газовым давлением, включающий заполнение расплавом емкости, гермети-. зацию объема над расплавом, подачу потока воздуха под давлением в донную

часть емкости, заполнение расплавом формы, кристаллизацию и охлаждение отливки и снятие давления газа, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок, в

поток воздуха через 2-3 секунды после начала его подачи вводят 1-1,5% от веса отливки рафинирующего вещества и 2-2,5% от веса отливки модифицирующего вещества.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Борисов Г.П. Некоторые вопросы теории процесса литья под низким давлением. Новое в литье под низким давлением. Киев, Наукова думка, 1971 с. 9-10.

2.Авторское свидетельство СССР 522905, кл. В 22 О 27/14, 1975.