Способ получения биметаллического слитка

Способ получения биметаллического слитка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении крупногабаритных кольцевых биметаллических слитков из легкоокисляемых алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение прочностных свойств и ачества биметаллического слитка. Способ включает равномерную подачу расплава сверху в литейную форму на расположенную в ней твердую основу и относительное перемещение твердой основы и струи металла за счет вращения литейной формы. При этом скорость вращения литейной формы в 1,1-1,2 раза превышает скорость растекания жидкого металла по поверхности твердой основы, а ширину струи металла формируют равной ширине зоны ее контакта с твердой основой. Предложенный способ позволяет уменьшить количество брака за счет повышения качества контактной зоны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 В 22 D 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4335820/31-02 (22) 01.12.87 (46) 15.08.89. Бюл. ¹ 30 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) В.И.Рыжов, Е.Г.Савченко, Н.Д.Лукашкин, А.С.Аверин и В.И.Громов (53) 621.74.046(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 384613, кл. В 22 D 19/16, !970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИИ:ТАЛЛИЧЕСКОГО СЛИТКА (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении крупногабаритных кольцевых биметаллических слитков из легкоокисляемых алюминиевых

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении крупногабаритных кольцевых биметаллических слитков из легкоокисляемых алюминиевых сплавов.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств и качества биметаллического слитка.

На чертеже представлена схема реализации предложенного споСоба.

Расплав заливали в металлическую разъемную литейную форму 1 с центральным стержнем 2, установленную на поддоне 3. На дне формы раэмещалн кольцевую заготовку твердой основы 4, плакированную силумином 5, контактная поверхн ость которой непосредственно перед заливкой тщательно обрабатывалась вначале. металлической ше1—

„.SU» 15004 5 А1

2. ,сплавов. Цель изобретения — повышение прочностных свойств и качества биметаллического слитка. Способ включает равномерную подачу расплава сверху в литейную форму на расположенную в ней твердую основу и относительное перемещение твердой основы и струи Металла эа счет вращения литейной формы. При этом скорость вращения литейной формы в 1,1-1,2 раза превышает скорость растекания жидко-, го металла по поверхности твердой основы, а ширину струи металла формируют равной ширине зоны ее контакта с твердой основой. Предложенный способ позволяет уменьшить количество брака эа счет повьппения качества контактной зоны. 1 ил. кой, а затем раствором щелочи до полного удаления окисной плены и жировых загрязнений. Посредством привода, соединенного с осью поддона, собранную форму начинали вращать с заданной скоростью, после чего через разливочную чашу 6 осуществляли заливку формы расплавом 7, Численное значение оптимальной скорости вращения формы относительно струи жидкого металла устанавливали экспериментально, исходя из величины линейной скорости растекания расплава по твердой основе в момент контакта, Для этого моделировали предложенный способ без вращения формы путем установки температурных датчиков по образующей твердой основы. Замеры скорости растекания проводили

3 1500435 близ точки падения струи для каждой новой пары разнородных металлов, иэ которых предполагалось изготовить партию биметаллических заготовок.

Как показали эксперименты, максимальная прочность слитков достигается, когда скорость вращения формы в момент контакта жидкого металла с основой в 1,1-1,2 раза превышает ли- 10 нейную скорость растекания расплава.

Схематично процесс формирования пограничной зоны по предложенному способу можно представить следующим образом. Первая порция заливаемого 15 металла, попадая на подложку взаимодействует с ней. Вследствие жесткого механического. удара струи о твердую основу на данном участке происходит разрыв (дробление) плены, Фа- 20 ким образом граница раздела твердой и жидкой фаз образуется йз металлов, свободных от окислов. В следующий момент времени происходит смещение залитого расплавом участка из-под струи за счет вращения формы. Под струю попадает следующий свободный участок твердой основы, где процесс повторяется. Так происходит непрерывно в течение полного оборота формы вокруг оси, т.е. в тот момент времени, когда формируется пограничная зона. В результате обеспечивается качествен ное сплавление жидкого металла с металлом-основой по всей контактирую- 35 щей поверхности.

Уменьшение скорости вращения jopмы вызывает снижение уровня стабильности свойств отливок и падение прочностных свойств контактной эоны би- 40 металлических заготовок, так как фронт растекающегося слоя расплава опережает место падения струи. Поверхность растекающегося слоя мгновенно окисляется, появляется плена, ко- 45 торая покрывает границу твердой основы с расплавом. К тому же удар падающей струи приходится через жидкую, демпферирующую фазу, что снижает эффективность разрыва и дробления пле-.; 50 ны.

Увеличение скорости вращения формы более чем в 1,2 раза линейной скорости растекания расплава не приводит к росту прочности бимет ллического соединения, а лишь создает дополнительные трудности в реализации способа, связанные с разбрызгиванием жидкого металла, ликвационными явлениями, неравномерностью условий охлаждения и т.д. Увеличение неравно-,, мерности прочностных .свойств по се-чению кольцевой заготовки от периферии слитка к центру вызвано возрас,танием центробежной силы вращения, отжимающей жидкий расплав от центра.

Кроме того, обеспечивается повышение прочностных свойств и качества биметаллических слитков, так как в момент контакта струи с твердой основой устраняется свободное растекание расплава в направлении, перпендикулярном оси вращения формы.

В качестве материала формы можно использовать сталь, чугун, графит, а также огнеупорные материалы для разовых и полупостоянных форм.

Пример. Предлагаемый способ был использован при литье кольцевых биметаллических слитков с размерами: ф наружный 250 мм, ф внутренний 190 мм. Заливаемый расплав AMr-б.

Твердая основа — титан ВТ1-0, плакированный силумином АЛ-2. Толщина пла-, кировки 3,0 мм. Температура литья о

750 С. Ширина питателя литниковой чаши 30 мм.

Для получения сравнительных данных проведены плавки по предложенному способу и согласно способу-прототипу.

Цель эксперимента заключалась в определении оптимальной скорости вращения формы, при которой достигается максимум прочностных свойств спая.

Качество спая оценивали по отношению площади спая к общей площади контактной поверхности испытуемых образцов.

Наиболее высокий и равномерный уровень свойств во всех сечениях биметаллических слитков наблюдается при скорости вращения формы, превьппающей линейную скорость растекания, расплава в 1,1-1,2 раза.

Предлагаемый способ получения литых биметаллических кольцевых изделий из легкоокисляемых сплавов на основе алюминия позволит уменьшить количество брака за счет повьнпения качества контактной зоны, что обеспечит снижение себестоимости изделий.

Формула изобретения

Способ получения биметаллического слитка иэ легкоокисляемых алюминиевых сплавов, включающий равномерСоставитель Е. Гендлина

Редактор M.Áàíäóðà Техред M. Дидык

Корректор Т.Палий

Заказ 4807/14 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор<щ, ул. Гагарина, 101

5 1500435

6 ную подачу расплава. сверху в литей- твердой основы осуществляют путем = ную форму на расположенную в ней вращения литейной формы со скоростью твердую основу и относительное пере- в 1,1-1,2 раза, превышающей скорость мещение твердой основы и струи метал- растекания жидкого металла по по5 ла, отличающийся тем, что верхности твердой основы, а ширин. что, с целью повышения прочностных струи металла формируют равной ширисвойств и качества биметаллического не зоны ее контакта с твердой оснослитка, относительное перемещение вой.