Способ обработки металлических расплавов

Способ обработки металлических расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

>»>749547 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 29.03.78 (2! )2596668/2202 с прнсоединеннем заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бк>ллетень М 27 (51)M. Кл.

В 22 С 1100

Гасударственный комитет па делам иэабретеиий и аткрытий (53) УДК 669. .0 14.4 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.80

В. 3. Киокиько, и. А . Ноиокококик, Ю. Б. ф коДВГ >Наа

Н. И. Городничий, И. С. Виткалов и В. М. Гудкевич (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт, вторичных цветных металлов и Одесский политехнический институт - : - ЙД (71) Заявители (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам обработки металлических расппавов перед заливкой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет ся способ обработки металла перед заливкой его в изложницы, заключающийся в перегреве расплава металла, охлаждении непрерывной струи расплава контактированием с водоохлаждаемой поверхностью, вибрирующей с частотой 15-30 Гц (1J.

При контактировании струи расплава металла с охлаждающей поверхностью на границе раздела образуется кристаллическая фаза, которая под действием вибрации отрывается от охлаждающей поверхности и потоком расплава увлекается в изложницу, где служит центром кристаллизации металла.

Недостаток атого способа заключается в спедующем. Наличие твердой фазы в расплаве при дальнейшем охлаждении приводит к возникновению температурных на2 пряжений, которые способствуют образованию микротрещин в слитках и снижению плотности. Вибрирование с частотой 1530 Гц не позволяет избежать появления в расппаве твердой фазы, являющейся причиной возникновения микротрещин.

Цель изобретения — разработка способа обработки расплава металла перед заливкой в формующие средства, обеспечивающего трещиноустойчивость отливок за . счет подавления образования кристалличес.кой фазы при охлаждении перегретого расплава.

Это достигается благодаря тому, что вибрирующую поверхность охлаждения одновременно перемещают со скоростью, превышающей скорость перемещения струи расплава в 1,5-500 раз, а частоту вибрации поддерживают в пределах 501500 Гц.

Сущность данного способа заключается в следующем, Расплав подлежащего литью металла перегревают до температуры на

20-400оС выше температуры ликвидуса.

9547 4

10

0,955

S0

55 з 74

Затем перегретый расплав в виде непре рывной струи контактируют с охлаждающей поверхностью, одновременно вибрируя ее в направлении перпендикуляра к оси струи и перемещая со скоростью, превышающей скорость перемещения струи в 1,5-500 раз. Частота колебаний охлаждающей поверхности в пределах 501500 Гц. Обработанный таким образом расплав заливают в формующие средства., Охлаждение расплава происходит вследствие кратковременного контакта охлаждающей поверхности с потоком расплава, причем образование твердой фазы предотвращается тем, что расплав при охлаждении повышает свою плотность, образуя уплотненные участки, которые сразу от брасываются во внутрь потока движущейся поверхностью за счет получения большего ускорения чем менее плотные. Таким образом предохраняется от распада высокотемпературная структурная модификация расплава.

Описанный способ может быть осуществлен B устройстве, включающем ковш, водоохлаждаемые вращающиеся валки с приводом, вибратор gJlB валков.

Данный способ может быть иллюстрирован следующими йримерами его осуществления.

Пример 1. В качестве шихты использовали чушковой литейный алюминиевый сплав АК5М7, выплавленный из вторичного сырья и, соответствующий

ГОСТ 1583-73, 2,0 кг сплава АК5М7 расплавляли, перегревали цо температуры 830 С в лабораторной печи в графио товом тигле емкостью 2,3 кг.

Расплав перелили в предварительно нагретый до 840 С корундовый тигель, в днище которого выполнено отверстие диаметром 25 мм и закрытое графитовой пробкой, Струю металла с высоты 0,5 м направляли со скоростью 3,14 м/с в устройство для подстуживания расплава до температуры заливки.

Устройство для подстуживания представляло собой два вращающихся медных водоохлаждаемых полых валка. Скорость вращения валков 900 об/мин, частота вибрации — 50 Гц. Расчетная литейная скорость поверхности валков — 209 м/с, что соответствовало отношению скорос ти струи и линейной скорости поверхности валков - 1,5, Температура заливки во всех опытах о была 680 С. Горячеломкость при литье била определена по кольцевой пробе. Линейная форма была стальная; внешний ди- аметр получаемого кольца 60 мм, а внут ренпий, определяемый диаметром стержня у основания, был 36,43» 52 мм. За показатель горячеломкости было принято выраженное в процентах отношение длины большой трещины к периметру радиального сечения кольца.

Теоретическая плотность сплава 2,948 г/см

Пикнометрическая плотность 2,816 г/см

Относи тельн ая плотность

Количество зерен на 1см 154-161.

Металл имел нулевой балл пористости.

Пример 2. B условиях примера

l сплав АК5М7 разлили между валков при Hx скорости вращения 20000 об/мин, что равно отношению линейной скооости поверхности валков к скорости струи 331.На образцах на горячеломкость трещин не обнаружено. Относительная плотность 0,991, Пористость соответствует нулевому баллу.

Количество зерен на 1 см равно 1452

158.

Пример 4. B условиях примера

1 сплав АК5М7 разлили между валков при их скорости вращения 3000 об/мин и частоте вибрации 800 Гц.

Результат: трещин не обнаружено, от носительная плотность сплава 0,975, п ристость металла соответствует нулевому баллу, количество зерен на 1 см2. равно

165-189.

Пример 5. В условиях примера

1 сплав АК5М7 разлили между валков при их скорости вращения 3000 об/мин и частоте 1500 Гц.

Результат: трещин не обнаружено, относительная плотность 0,980, пористость металла соответствует 0 баллу, количество зерен на 1 см равно 184-200.

Использование данного способа обработки металлических расплавов перед заливкой в формующие .средства обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность повышения трещиноустойчивости сплавов в интервале кристаллизации возможность повышения плотности указанных сплавов при гидроиспытаниях, за счет повышения относительной плотности металла до

0,990, что значительно повысит выход годного при производстве деталей.

Формула изобретения

Способ обработки металлических расплавов, включающий перегрев расплава и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

L. Крупман Л. И. и др. Улучшение структуры стали за счет разливки через промежуточный теплообменник. Литейное произвоцство, 1977, % 3, с. 33-34.

5 749547 6 послецующее контактирование струи рас- 500 раз при частоте вибрации 50плавя с вибрирующей охлажцаемой по- 1500 Г} . верхностью непосрецственно перед заливкой металла в форму, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения трещиноустойчивости отливок вибрирующую поверхность перемещают со скоростью превьшзающей скорость перемещения струи расплава в 1,5Заказ 4 5 1 5/7 Тираж 889 . ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Составитель Е. Ноткин

Редактор Л. Лашкова Техред А. Куликовская Корректор M. Коста