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

Изобретение относится к литью под газовым давлением, преимущественно к литьюпод низким давлением и с противодавлением легкоокисляющихся рас- плавов. В известных способах литья под га зовым давлением алюминиевых и других легкоокисляющихся расплавов в герметичной обогреваемой емкости с раздаточным тиглем создается избыточное давление газообразного агента, под действием которого происходит заполнрние и кристаллизация отливки В качестве газообразного агента используется сжатый воздух или защитный газ l . Однако, при использовании сжатого воздуха происходит интенсивное окисление, охлаждение, насыщение расплава газами и замешивание в него окислов, что приводит к снижению качества отливок. При использовании защитного газа усложняется конструкция ли тейной установки и удорожается процесс получения литейной заготовки. Известен также способ литья, вклю чающий заполнение расплавом тигля в обогреваемой камере, помещение на зеркало расплава доплавкового поршня герметизацию камеры, создание давления воздуха в ней и заполнение расплавом формы через металлопровод, кристаллизацию отливки и снятие давления воздуха 2Д . Недостатки способа заключаются в том, что полностью не устраняется охлаждение расплава, насыщение его газами и неметаллическими включениями из-за наличия на зеркале расплава не .защищенных поверхностей. Кроме этого, при использовании указанных способов, эффект обработки приготовляемого расплава флюсами с течением времени снижается. Цель изобретения - повышение качества отливок. Указанная цель достигается тем, что после заполнения тигля расплавом материала отливки, на его зеркале наводят слой гранул огнеупорного материала, пропитанных расплавом рафинирующих и модифицирующих флюсов, толг щиной 5-300 мм со средними размерами гранул 1-70 мм. Вследствие подвижности гранул и образования слоя расплавленного флюса, обеспечивается изоляция расплава материала отливки от воздействия воздуха. Слой расплавленного флюса, который образуется .на зеркале расплава материала отливки в результате контакта гранул с последним, способствует улучшению структуры отливок. Кроме этого, для повышения эффективности рафинировани-я и модифицйро|Вания, гранулы огнеупора периодичес;ки замешивают в расплав материала отливки. Способ осуществляется следующим образом. В тигель заливают расплав материа ла отливки и на его зеркале наводят слой гранул легкого огнеупорного материала, пропитанных в течение 10-60 минут расплавом рафинирующих и модифицирующих флюсоб. Наведение гра нул может быть осуществлено, например, насыпкой гранул непосредственно на зеркало расплава, либо предварительным помещением гранул на дно тиг ля с последующим их всплытием после заливки в него расплава. Предельные средние размеры гранул огнеупора (1-70 мм) и толщину их слоя (5-300 мм) выбирают исходя из размеров .конкретного тигля. Для умен шения вероятности соприкосновения сж того воздуха с расплавом,в защитном слое целесообразно использовать гран лы огнеупоров различных размеров. Гр ницы интервалов устанавливаются следующим образом:при среднем размере гранул менее 1 мм происходит отделен значительной части гранул от их слоя при подаче в емкость сжатого воздуха из-за большой парусности их; при среднем размере гранул в слое свыше 70 мм, при толщине слоя менее 5 мм не обеспечивается эффективная изоляция поверхности расплава от воздейст вия воздуха; толщийа слоя более 300 мм приводит к снижению полезного объема тигля. Затем емкость с расплавом гермети зируют и в герметичном объеме создаю избыточное давление воздуха, под дей ствием которого расплав через металлопровод заполняет форму и пррисходит кристаллизация отливки. После сброса давления воздуха избыток жидкого расплава стекает в тигель. При охлаждении отливки до технологически необходимой температуры, ее извлекают из формы, форму собирают и цикл изготовления отливки повторяется. .Гранулы огнеупорного материала, пропитанные флюсом, при контакте с рарплавом материала отливки прогрева и на зеркале расплава образуется слой жидкого флюса. Обн.овление гранул, непосредственно контактирующих с расплавом, проис ходит в результате их перемещения от носительно друг друга при. периодичес ком понижении уровня расплава в тигле во время заливки его в форму. Для повышения эффективности рафинирования и модифицирования периодически производят замешивание гранул огнеупора в глубинные зоны расплава, в зависимости от требований, предъявляег-1ых к отливкам. При этом обеспечивается более полное обновление слоя огнеупоров, непосредственно контактирующих с расплавом и предотвращается спекание гранул. После достижения расплавом в тигле нижнего уровня, производится заливка в него новой порции расплава. Гранулы Огнеупора заменяют новыми в случае зарастания их пленкой окислов и снижения рафинирующе-модифицирующих свойств. В изобретении допускается применение, как предварительно обработанного, так и необработанного флюсами расплава. Пример. В емкость с предварительно насыпанными в нее гранулами графита размера.ми 7-30 мм, пропитанных флюсом (40% NaCE + 15% КС + + 45% NaF) в течение 35 минут при температуре 720-730°С, заливают 150 кг расплава АЛ9. На поверхности расплава образуется слой огнеупора толщиной 40-45 мм. Режим литья под низким давлением происходит при давлении воздуха 1 атм, температуре металлической формы 250-280с, температуре расплава АЛ9 720-730°С. Изготавливают отливку весом 2,5 кг с толщиной стенок до 15 мм. В предложенном способе отсутствуют неметаллические включения, модифицированная структура имеется в отливках как в начале, так и в конце забора расплава из тигля, при этом средние значения механических свойств возросли - предел прочности Gg с 19 до 21 кг/мм , относительное удлинение 8 с 4,0 до 4,3%, твердость НВ с 55 до 60 кг/мм , брак по негерметичности снизился с 4,5 до 2%. Предлагаемый способ позволяет повысить качество отливок за счет уменьшения газонасыщенности расплава количества в нем неметаллических включений и снизить брак в 1,5 раза. Формула изобретения 1.Способ литья под газовым дав-, лением, включающий заполнение расплавом материала отливки тигля, герметизацию камеры и создание в ней давления воздуха, заполнение формы, кристаллизацию отливки-и. снятие давления, отличающийся тем, что, с целью повышен.ия качества отливок, после заполнения тигля расплавом ма- териала отливки, на его зеркале иаводят слой гранул огнеупорного материала, пропитанных расплавом рафини- . рующих и модифицирующих флюсов, толщиной 5-3-00 мм со средними размерами . гранул 1-70 мм. 2.Способ по п. 1,отЛичающ и и с я тем, что гранулы огнёупо5 7892386

pa периодически замешивают в расплавнизким давлением. Новое в литье под

материала отливки,низким давлением. К., Наукова думка,

Источники информации,1971, с. 80-84.

принятые во внимание при экспертизе. - .

1. Уразбаев Б.К. и др. Некоторые2. -Авторское свидетельство СССР

стороны динамики процесса литья под № 530747, кл. В 22 О 27/14, 1975.