Устройство для получения литых композиционных материалов

 

Использование: в области литейного производства для повышения прочности получаемых композиционных материалов за счет равномерного распределения частиц , вводимых в расплав. Устройство содержит дозатор, привод с валом, а также дисковый импеллер с выступами. 1 ил., 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4907301/02 (22) 31.01.91 (46) 30.10,92. Бюл. N 40 (71) Владимирский политехнический институт (72) И,В, Гаврилин (56) Заявка Японии hh 60-162740, кл. В 22 О 19/14, С 22 С 1/10, 1985.

Изобретение относится к области литейного производства и металлургии, в частности к устройствам для получения композиционных материалов с металлической матрицей, армированных дисперсными частицами или короткими волокнами тугоплавких высокопрочных веществ. .Известно устройство для получения литых композиционных материалов методом замешивания дисперсных частиц в расплав.

Устройство состоит из привода, вала, дозатора и импеллера, выполненного в форме пропеллера, Данное устройство предназначено для ввода частиц в частично затвердевший металла, в результате этого использовать его можно лишь для вполне конкретных сплаsos, что ограничивает его применение.

Кроме того, данная конструкция не обеспечивает полной однородности частиц. и как следствие, ведет к недостаточной прочности получаемых материалов.

Наиболее близким устройством к предлагаемому является устройство. состоящее иэ привода. вала, мешалки с четырьмя дискбвыми импеллерами. расположенными один над другим.. SU„„1772199 А1 5 5 С 22 С 1/10, В 22 0 19/14, 1/00, 27/QP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование; в области литейного производства для повышения прочности получаемых компоэиционн ых материалов за счет равномерного распределения частиц, вводимых в расплав. Устройство содержит дозатор, привод с валом, а также дисковый импеллер с выступами. 1 ил., 1 табл.

Недостатком прототипа является то, что это устройство предназначено для работы с расплавляющейся смесью порошков, его конструкция не обеспечивает равномерного распределения частиц при их вводе в жидкий расплав и, как следствие, достаточной прочности композитов.

Цель предложенного изобретения — повышение прочности композиционных материалов, полученных s данном устройстве, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения литых композиционных материалов, содержащем дозатор, привод, вал и дисковый импеллер, последний снабжен выступами. выполненными на верхней его плоскости. при этом высота выступов находится в следующих пределах:

Н=5 — 500 мкм.

По сравнению с наиболее близким аналогичным решением предлагаемое техническое решение имеет следуюш е отличительные признаки: на верхней плоскости дисково о импеллера выполнены выступы высота выступов равна 5-500 м .м

1772199

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

При реализации изобретения за счет выступов, выполненных на верхней плоско- 5 сти дискового импеллера, достигается равномерное распределение частиц при их вводе в жидкий расплав, что ведет к повышению прочности.

Следовательно, заявленное техниче- 10 ское решение соответствует критерию "положительный эффект.

По отличительным признакам проведен поиск известных технических решений в области устройств, служащих для получения 15 литых композиционных материалов, Анализ известных технических решений показал на отсутствие отличительных признаков, указанных в предлагаемом решении, 20

Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия", Сущность изобретения поясняется чертежом, где обозначено: 1 — дозатор исход- 25 ных материалов, 2 — привод с валом 3, на который насажен дисковый импеллер 4. На верхней плоскости дискового импеллера 4 выполнены выступы 5 с высотой Н. Высота выступов колеблется от 5 до 500 мкм и зави- ЗО сит от диаметра вводимых в расплав частиц.

Количество выступов, их форма, а также расположение не оказывают существенного влияния на достижение цели изобретения.

Устройство работает следующим обра- 35 зом. Дисковый импеллер 4 погружают в расплав и приводят во вращение через вал 3 от привода 2 со скоростью 500-5000 об/мин (в зависимости от диаметра вводимых частиц).

Вводимые частицы через дозатор 1 в струе 40 несущего газа подают на верхнюю плоскость дискового импеллера 4. Частицы отбрасываются центробежными силами к периферии диска и попутно ударяются о выступы 5. При этом комки частиц от удара разбиваются и частицы замешиваются в расплав по отдельности, что обеспечивает повышение свойств получаемого компоэита, в частности его прочности.

Устройство испытывали в литейной лаборатории Владимирского политехнического института, В жидкий алюминиевый сплав

АЛ25 при температуре 700-750ОС вводили частицы карбида кремния с диаметром 28 мкм, Частицы подавали на верхнюю плоскость дискового импеллера из дозатора. Дисковый импеллер диаметром 150 мм в расплаве вращали со скоростью 3000 об/мин. Вводили 10 мас.% частиц С, Полученный компоэит разливали в емкости, иэ которых затем вырезали образцы для испытаний и шлифы для исследования микроструктуры. Изучали прочность композитов и наличие в микроструктуре группировок (конгломератов) частиц. Испытывали дисковые импеллеры с выступами на верхней плоскости, имеющими различную конфигурацию (кольцевые, прямоугольные, и т.д.), Как показали опыты форма выступа на достижение цели существенного влияния не оказывает, Как видно из приведенной таблицы ком позиты, полученные пс предлагаемому техническому решению, обладают большей прочностью по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Устройство для получения литых композиционных материалов, содержащее дозатор, привод с валом и дисковый импеллер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности композиционных материалов, дисковый импеллер выполнен с выступами на верхней его плоскости, при этом высота выступов составляет 5 — 500 мкм.

1772199

Составитель И.Гаврилин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Кешеля

Редактор Б.Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3816 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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