Игольчатый холодильник для отливок

Игольчатый холодильник для отливок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к конструкциям наружных холодильников для получения отливок направленной кристаллизацией. Цель изобретения - создание на рабочей поверхности холодильника локальных центров направленной кристаллизации для улучшения качества структуры. Игольчатый холодильник содержит пакет цилиндрических стержней диаметром преимущественно 1-4 мм с образованием одним из их торцов рабочей поверхности, выполненных двух типов: из материала с высокой теплопроводностью, преимущественно из меди, и из материала с низкой теплопроводностью, преимущественно из высоколегированной стали, причем стержни расположены в шахматном порядке или по наклонно-полосчатой схеме укладки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 22 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

rlPH ГКНТ СССР (21) 4149472/23-02 (22) 18.11.86 (46) 07.04.89. Бюл, ¹ 13 (71) Новочеркасское производственное объединение "Магнит" (72) А.A.Ñåìîâ (53) 621 74.043 (088.8) (56) Вейник А.И. Расчет отливки, M.:

Машиностроение, 1964, с.292, Авторское свидетельство СССР № 77433, кл. В 22 0 15/00, 1948. (54) ИГОЛЬЧАТЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к конструкциям наружных холодильников для

Изобретение относится к литейному, производству, а именно к конструкциям наружных холодильников для получения отливок направленной кристаллизацией, например, постоянных магнитов с ориентированной кристаллической текстурой.

Цель изобретения — создание на рабочей поверхности холодильника локальных центров направленной кристаллизации для улучшения качества структуры.

На чертеже изображен игольчатый холодильник, наклонно-полосчатая схема укладки, вид, сверху,(стержни могут быть также расположены в шахматном порядке).

Холодильник состоит из кассеты 1„ в которой размещен пакет цилиндри„„SU„„1470442 А1 получения отливок направленной кристаллизацией. Цель изобретения — создание на рабочей поверхности холодильника локальных центров направленной кристаллизации для улучшения качества структуры. Игольчатый холодильник содержит пакет цилиндрических стержней диаметром преимущественно 1-4 мм с образованием одним из их торцов рабочей поверхности, выполненнйх двух типов иэ материала с высокой теплопроводностью, преимущественно из меди, и из материала с низкой теплопроводностью, преимущественно из высоколегированной ста.ли причем стержни расположены в шах- а

2 ческих стержней, один иэ торцов которых образует рабочую охлаждающую поверхность холодильника, причем пакет собран иэ чередующихся стержней 2 и

3 выполненных соответственно иэ материала с высокой теплопроводностью, преимущественно из меди, и материала с низкой теплопроводностью, преимущественно из высоколегированной стали.

Формирование столбчатой структуры в отливках, получаемых при помощи предложенного холодильника, происходит следующим образом.

Процесс кристаллизации жидкого сплава начинается с момента его контакта с охлаждающей поверхностью холодильника. Наличие на этой поверхности локальных участков с высокой

442 з 1470 теплопроводностью, выполненных торцами, например медных стержней, приводит к более раннему образованию кристаллов именно на этих участках— теплопроводных подложках. За счет

5 повышения теплостока вдоль медных стержней по сравнению с теплостоком вдоль стержней. выполненных из высоколегированной стали, зарождающиеся на охлаждающей поверхности холодильника стопбчатые кристаллы прорастают в основной объем расплава с разной скоростью и разной степенью ориентации, причем большую скорость раста и лучшую ориентацию относительно вертикальной оси имеют кристаллы, образовавшиеся на участках с высокой теплопроводностью. Вследствие приоритета в скорости роста эти кристаллы подавляют рост кристаллов, образующихся от торцовых поверхностей стержней-игл, выполненных из малотеплопроводного материала, например высоколегированной стали, за счет чего последующее формирование столбчатой структуры происходит в условиях малой конкуренции неблагоприятно ориентированных кристаллов, что обеспечивает условия увеличения поперечных .сечений столбчатых кристаллов.

К моменту, когда. температура стержней уравнивается, дальнейший рост сформировавшихся столбчатых кристаллов определяется общим отводом тепла от поверхности раздела твердой и жидкой фаз, т.е. зависит от теплофизических свойств стенки холодильника в целом, а также от теплопроводности затвердевшей к этому моменту части отливки.

Путем подбора диаметров стержней и теплопроводности их материалов можно в широких пределах изменять топографию макроструктуры отливок, в частности изменять площади попереч45 ных сечений столбчатых кристаллов и количество кристаллов,, приходящихся на единицу площади охлаждающей поверхности, например получать литые постоянные магниты с крупными столбчатыми кристаллами, положительно влияющими на уровень магнитных свойств магнитов.

Были получены постоянные магниты из сплава ЮН14ДК25БА размером 40х20х х25 мм. Сплав выплавляли в индукционной печи, выпускали из тигля печи в заливочный ковш при 1730 С и затем заливали в сухие песчаные формы. При этом испытывались игольчатый холодильник предложенной конструкции, игольчатые холодильники из однородl ных стержней и холодильник - стальная плита.

Толщина стенки холодильников равна 39 мм, диаметр стержней — игл

1,5-4 мм.

В таблице приведены усредненные результаты макроструктурного анализа, отливок, изготовленных при помощи испытуемых холодильников.

При использовании игольчатого холодильника с чередующимися стержнями уменьшается в 1,2-2,3 раза высота зоны мелких "замороженных" кристаллов у нижнего торца отливки, увеличивается на 12-253 диаметр столбчатых кристаллов, уменьшается в среднем с 10 до 6 градусов угол отклонения столбчатых кристаллов от вертикальной оси.

Формула изобретения

Игольчатыч холодильник для отливок, содержащий пакет цилиндрических стержней, преимущественно диаметром

1-4 мм, с образованием одним из их торцов рабочей поверхности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью создания на ней локальных центров направленной кристаллизации для улучшения качества структуры, стержни пакета выполнены двух типов: из материала с высокой теплойроводностью, преимущественно из меди, и из материала с низкой теплопроводностью, преимущественно из высоколегированной стали, причем стержни расположены в шахматном порядке или по наклонно-полосчатой схеме укладки.

1470442

Преобладающие углы отСредний диаметр столбХолодильник

Средняя высота примыкающей к холодильнику поверхностной зоны мелких

"замороженных" кристаллов, мм/Е чатого кристалла, мм клонения столбчатых кристаллов от вертикальной оси, град

1,8/7,2

Предлагаемый

Собранный из однородных стержней (известный): медных из высоко0,45

5-7

3,5/14,0 0,36 легированных сталей

2,0/8,0

0.40

10-15 из низкоуглеродистой стали

Стальная плита (известный) 2,5/10,0

4,2/ 16,8

0,40

0,38

10-15

Составитель И. Князева

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор В.Данко

Заказ 1416/13 Тираж 710 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101