Способ центробежного литья биметаллических заготовок Советский патент 1982 года по МПК B22D19/16 B22D13/00 

(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

1

Изобретение относится к питейному производству.

Известны способы получения биметаллических отливок, включающие последовательную заливку в центробежную Изложницу первой поршш металла, шлака

и второй поршш металла

БШ1жайшим к изобретению является

, способ центробезкного литья биметаллических заготовок, включающий последовательную заливку различных по составу металлов под слоем флюса, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления заливаемых металлов, заливку очередного слоя металла осуществляпют после охлаждения ранее залитого металла до температуры ниже температуры плавления заливаемых металлов, заливку очередного слоя металла осуществл5пот после охлаждения ранее залитого металла до температуры Ниже солидуса на 100-350 С. Флюс используется с те1утературой плавления

ЗАГОТОВОК

на lOO-lSO C ниже температуры плавления заливаемых металлов 2 .

Недостатком такого способа является то, что при заливке на первый слой металла на основе меди второго слоя металла на основе железа необходима технологическая выдержка. Кроме того, большой перепад текшератур между металлами в контрольной зоне создает условия для образования, внутренних

10 напряжений, которые способствуют образованию микротрешин, и биметаллические заготовки с микро- и макротрещинами расслаиваются, а детали не выдерживают задштаых нагрузок при испы 5таниях.

Целые изобретения является увеличение производительности путем исключения технолошческой вьвдержки между заливкой первого и второго сплавов и

20 улучшение качества соединения между слоями сплавов на основе меди и железа..

Поставленная цель достш ется тем, что в способе, включающем запивку в изложницу сплава первогчэ слоя и флюса с температурой плавления ниже температуры плавления заливаемого металла с последующей заливкой сплава второтч) состава, заливку О,5-5% сплава второ1 О слоя осуществляют с удетпьным расходом в 5-10 раз меньшим, чем остального сплава, через сетку-фильтр с от- верстиями, равными 0,1-0,3 толщины этого второго слоя. В предварительно подготовле1шую вращающуюся изложнипу заливают порцию сплава на основе меди и вводят флюс. После флюса на внутреннюю поверхность отливки заливают второй сагой сплава на основе железа в количестве 0,5-1% через фильтрующую сетку с отверстиями, диаметр которых равен 0,10,3 толщины слоя заливаемого металла. При этом удельный расход жидкого сллава уменьшается в 5-1О раз. Жидкий металл проходит через отверстия в фильтру ющей сетке, отдает часть своего тепла, проходит через флюс и входит в контакт с поверхностью сплава на основе меда. Так как темг1ерату1)а сплава на основе меди в это время находится в хфеделах 85б-9ОО°С сплава на основе железа, температуры сплавов выравниваются и создаются условия для диффузионной СВЯ31. При этом делать выдержку между заливкаьш нет необходимости. Кроме того, уменьшение градиента температур между слоями предотвращает возможность, образования внутренних напряжений в биметаллическойзагххговке. Заливку последующей порции металла производят с рассчетным удельным расходом. При залгивке через отверстия меньшего, Чём 0,5%,количества сплава на осно ве железа не обеспечивается формирование переходного диффузионного слоя в биметаллической заготовке, при заливке через отверстия большего, чём 5% количества сплава, увеличивается перепад температур в момент образования переходного диффузиошюго слоя и частично перемешиваются сплавы. При удельном расходе порции сплава большем, чем в 5 раз, создается большой перепад темпе ратур мекаду слоями сплава, что приводит к образованию остаточных напряжений и ухудшению качества отливок, при удельном расходе меньшем, чем в раз, сталь застывает на желобе центробежной машины. При диаметре отверстия меньшем 0,1 толшины слоя заливаемого металла не обеспечивается номинальный удельный расход, при диаметре отверсти большем 0,3 толщины :наплавляемого сплава температура жидкого сплава не уменьшается, и при попадании в контак- ную зону сплавы перемешиваются. Способ центробежного литья биметаллических загчэтговок бьш использован для изготовления червячных колес редукторов-100. Венец червячного колеса заливали бронзой ОФ10-1, ступицу заливали чугуном СЧ 21-40. Йыплавку бронзы производили в графитовом тигле индукционной печн ЛПЗ-67. Выплавку чугуна производили в индукционной печи МГЦ-102. Заливку бронзы производили в предваритепь-. но нагретую до температуры 20О-300 С Ьгзпожшщу с нанесенным слоем теплоизоляилонного покрытия. Температура заливки бронзы lOSO C. Шлак состава, : МаСе 81-85;Br 0jlO-12iGaFQ 57 вводили одновременно с заливкой бронСодержание 81-85% МДС обеспечивает шлаку температуру плавления 75О800 - С и хорошую жидкотекучесть при заливке второго слоя металла. способствует растворению в шлаке всех окислов. CaFij является рафинирующей составляющей в шлаке. Температура плавления шлака при осуществлении предлагаемого способа центробежного литья должна быть не более . В противном случае шлак не расплавится под действием тепла первого слоя залитого металла и соответственно не обеспечит выполнение своих функций. Шлак в реализации предлагаемого способа аашшцает парный слой залитого металла от окисления, снимает окислы из залитого металла через фильтрующую сетку, рафинирует второй слой залитого металла. Вес бронзы 4,5 кг, толщина, стенки венца 15 мм, вес чугуна 15 кг, толщина стенки ступицы 30 мм. По окончании заливки бронзы на желоб ставили фильтровальную сетку с отверстиями диаметром 6 мм и через нее заливали 0,35 кг чугуна. Затем сетку сняли из желоба и залшш остальную часть чугуна. Температура заливки чугуна была 132О°С. Закристаллизовавшуюся биметаллическую заготовку извлекли из центробежной изложницы. Таким способом из одной плавки бронзы и чуГуна было изготовлено Ю заготовок. Достоверность приведенных режимных параметров подтверждена актом опытных испытаний. Исследования изготонпенных деталей показали что их качество соответствовало техническим требованиям на биметаллические червячные колеса. Трещины в контактной зоне отсутствовали. По предварительным расчетам ОЖИ даемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа для черЕЯЧНЫХ колес редуктора-10О составит 0,5-0,6 руб на одной детали за счет улучшения соединения между слоями и уменьшения брака по трещинам на 3-4% а также увеличения производительности на 3-5% за счет исключения выдержки между заливкой бронзы и чугуна. Формула изобретения Способ центробежного литья биметал лических заготовок, включающий заливк в изложницу сплава первого слоя и фпю- , са с температурой плавления нвже температуры плавления заливаемого металла с последующей заливкой сплава второго слоя, отличающийся г&л, что, с цепью увеличения производительности и улучшения качеств а соединения слоев сплавов на основе меди и железа, заливку 0,5-5% сплава второго слоя осушествл5пот с удельным расходом в 5-10 раз меньшим, чем остального сплава, через сетку-фюшгр с отверсгаями, равными О,1-О,3 толшвны этого второго слоя. Источники информапви, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 469531, кл. В 22D 13/ОО, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 358074, кл. В 22 D 13/00, 1969 (прототип).