Способ изготовления фасонных отливок из чугуна (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК B22D27/04 B22D30/00 

После окончания кристаллизации на первой стадии охлаждения охладитель (воду) подают к тепловым узлам -отливки на слой формовочной или стержневой смеси с ограниченной интенсивностью в связи с тем, что из-за плотной набивки смесь обладает пониженной усвояемостью влаги.

После пропитывания влагой слоя смеси, возрастания теплопроводности смеси и увеличения ее пропускной способности, увеличивают подачу охладителя, после «его возрастает скорость охлаждения массивных частей, которая становится выше скорости охлаждения тон|Ких участков, и происходит выравнивание температуры между массивными и тонкими частями отливки в высокотемпературной области (не ниже 700- 600° С). iB этом сл|учае чугтун имеет достаточную пластичность для релаксации возникающих термических напряжений.

После выравнивания температур массивной и тонкой частей отливки для о.беспечения в дальнейшем одинаковой скорости их охлаждения интенсивность подачи охладителя к тепловым узлам уменьшают.

После достижения отливкой температуры 300-250° С, т. е. температурной области упругого состояния чугуна, когда перепад температур не оказывает влияния на образование дополнительных остаточных напряжений, подачу охладителя вновь увеличивают.

Были проведены сравнительные испытания предлагаемого способа и способа-прототипа, для чего были изготовлены три разовые формы отливок блок-|картера двигателя СМД-бО. Формы заливали чугуном марки СЧ21-40 при 134-0° С. После окончания процесса кристаллизации (через 15 мин после заливки) начали подачу воды к маесивным частям отливки на слой стержневой смеси. Воду подавали с интенсивностью 430 л/м2 ч импульсами по 0,5- 0,7 л через каждые 40-45 с.

Далее по предлагаемому способу после пропитывания слоя смеси влагой (через 25 мин) увеличили интенсивность поддачи охладителя вдвое.

По первому варианту после выравнивания температур (650° С - массивная часть, 630° С - тонкая стенка) уменьшили интенсивность подачи воды к массивной части до 70 л/м ч.

После достижения температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 300 и 280° С отливку извлекли из формы и дальнейшее, охлаждение вели путем подачи охладителя (сжатого воздуха) к всему объему отливки с интенсивностью 400 мз/м -ч..

По второму варианту при достижении температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 650 и 630° С отливку извлекли из формы и охлаждали на возД|у1хе в течение 90 мин, обеспечивая единаковую скорость охлаждения массивных и тонких частей отливки за счет подачи к массивным частям сжатого воздуха с интенсивностью 80 ч.

При достижении температуры массивных и тонких частей отливки соответственно 300 и 280° С охладитель (сжатый воздух) начали подавать к всему объему отливки с интенсивностью 300 ч.

В отливке, охлажденной по способу-прототипу, максимальные остаточные напряжения составили 7,8 кгс/мм, а в отливке, охлажденной по предлагаемому способу, - 3,4 кгс/мм.

Обш.ее время охлаждения до 50-60° С по способу-прототипу составило 5 ч 20 мин, а по предлагаемому способу - 3ч 20 мин.

Для использования предлагаемого способа изготовления фасонных отливок из чугуна в производственных условиях рекомендуется на первой отливке |установить дифференцированный подвод охладителя к выбранным частям отливки, определив охлаждаемые площади каждой части, осуществляя контроль температуры охлаждаемых частей с помощью термопар и определив расход охладителя. Подачу охладителя к последующим отлиакам следует производить по расходу и времени, установленным для первой отливки.

Предложенный способ изготовления фасонных отливок из чугуна повышает их качество и эксплуатационные свойства за счет уменьшения остаточных напряжений и снижает трудоемкость изготовления путем сокращения продолжительности термообработки.

Предлагаемый способ изготовления фасонных отливок из чугуна обеспечивает (устранение брака по холодным трещинам и позволяет ликвидировать искусственное старение для снижения остаточных напряжений.

Формула изобретения

1.Способ изготовления фасонных отливок из чугуна, включающий заливку расплава в литейную форму, подачу охладителя к массивным частям отлив|КИ после окончания процесса кристаллизации с интенсивностью л/м -ч, отличающийся тем, что, с целью уменьшения остаточных напряжений в отливках для повышения их качества, через 15-30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до 700-600° С уменьшают интенсивность подачи охладителя до 50-100 л/м2 ч, а при 300-1250° С ее извлекают из литейной формы и всю отливку охлаждают с интенсивностью подачи охладителя 300-400 мЗ/м2 ч.

2.Способ изготовления фасонных отливок из чугуна, включающий заливку расплава в литейную форму и подачу охладителя к массивным частям отливки после окончания процесса кристаллизации с интенсивностью 400-.1000 л/м ч, отличающийся тем, что, с целью уменьшения остаточных напряжений в отливках для ловышения их качества, через 16-30 мин после начала подачи охладителя интенсивность его подачи увеличивают вдвое, после охлаждения отливки до С ее извлекают и подают охладитель к массивным частям отливки с интенсивностью 80-

130 мз/м2. ч. до охлаждения ее до 300- 250° С с последующим охлаждением всей отливки с интенсивностью подачи охладителя 300-400 мЗ/м2. н.

Источни/ки информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Заявка Японии № 46-17162, кл. В 22 D 33/00, 73.

2.Справочник по чугунному литью. Под ред. Гиршовича Н. Г. Л., «Машиностроение, 1978, с. 698 (прототип).