Оболочковая форма для точного литья и способ ее изготовления

 

(i > Я2 (1ц (51) И 04

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ PKCIIYSJIWK

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCF)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4355239/02 (22) 04.02.88 (31) 87 3703416 (32) 05.02.87 (33) ОЕ (46) 30.1293 Бюл. Иа 48-47 (71) Тин ГуАГ(ОЦ (72) Хайнрих Баллевски(ОЕ); Фридрих Бер(ОЦ;

8ольфганг Гроссман(ОЦ (73) Тиссен Гусс АГ (ОЦ (54) ОБОЛОЧКОВАЯ ФОРМА ДЛЯ ТОЧНОГО.

ЛИТЬЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (S7) Применение: форма предназначена предпочтительно дпя получения отливок из доэвтектических алюминиевых сплавов. Сущность. в упомянутой форме обращенная K ANfblo cf0pOH8 cH86)K8H8 А0Крытием из комбинат соти и метаищ причем солевое покрытие состоит из сОли или солевой смеси с температурой ликвидуса ниже температуры разливки алюеввевого сплава, катионы которой преимущественно состоят из катионов щелочных и/или ще метатаов и аниоеи которой преимущественно состоят из анионов галогенов, а метапличе0юе ПОЩзытие более чем н8 40 8I.% состоит из одного или нескольких мет8ллов ряда g T и/или ще металлов и/или сппавов, смесей we метмвических соединений. 7 зл ф1839646

Изобретение относится к оболочковой форме для точного литья, предпочтительно дозвтектических алюминиевых сплавов, в которой шероховатая внутренняя стенка формы покрыта солевой смесью со способ«ностью восстановления.

Известен способ уменьшения промежутков между ветвями дендрита(1), при котором улучшение технологических свойств отливок достигается посредством особой солевой смеси тем, что эта солевая смесь наносится на особо шероховатую поверхность внутренней стенки оболочковой формы, что способствует зарождению и прорастанию центров кристаллизации дендритов при затвердевании металла, в результате чего уменьшаются промежутки между ветвями дендрита. Кроме того;, из этой заявки известно, что в литературе опи-с сано большое число веществ, эффективных 20 в отношении образования центров кристаллизации.

В основу данного изобретения положена задача беспрепятственного и надежного установления небольших промежутков 25 между ветвями дендрита при разливке доэвтектических алюминиевых сплавов в подогретые оболочковые формы для точного

Эта задача решается тем, что оболочко- З0 вая форма для точного литья на обращенной к литью стороне имеет покрытие из комбинации соли и металла, причем солевое покрытие состоит из соли или солевой смеси с температурой ликвидуса ниже температуры З5 разливки алюминиевого сплава, катионы которой, преимущественно, представляет собой катионы щелочных и/или щелочноземельных металлов и анионы которой, преимущественно, состоят из галогенов, а 40 металлическое покрытие более чем на 40 атм.+ состоит из одного или нескольких металлов ряда Al, TI и/или щелочноэемельных металлов. и/или сплавов, смесей йли металлических соединений. 45

Металл покрытия, в зависимости от обстоятельств в виде его сплавов, смесей или соединений предпочтительно наносится на внутреннюю стенку формы до, после или одновременно с солевым покрытием. 50

Металл покрытия целесообразно состоит из алюминиевого сплава, содержащего . до 10 мэс, $ магния и/или до 6 мас. $ кремния, и/или до 3000 частей на тысячу иттрия, и/или один и/или несколько редкоземель- 55 ных металлов, и/или бериллий, и/или висмут. и/или сурьму, Преимущество изобретения состоит не только в том, что обеспечивается значительно меньшие промежутки между ветвями дендрита и тем самым улучшенные технологические параметры отлитой фэсонной детали, особенно при наличии доэвтектических алюминиевых сплавов, но и в том, что.одновременно достигается шаровидная форма кремния. Это прежде всего важно потому, что позволяет сэкономить на дополнительных мероприятиях по облагораживанию.

В соответствии с вышеуказанными операциями металлические пленки можно наносить на внутреннюю стенку фсрмы различными химическими и физическими способами. Однако вследствие большего удобства пользования предпочтительно наносить на внутреннюю стенку формы металлический порошок и соль или солевую смесь в виде суспенэии или раствора одновременно путем. заливки или разливки, Так как металлические порошки при подогреве оболочки формы больше предрасположены к окислению, чем металлические пленки, то выявилась целесообразность применения металлических сплавов и/или соединений или смесей в виде порошка, которые либо при подогреве оболочки формы подвергаются лишь особо незначительному окислению, исходя из их состава, либо применяют металлы, окисный слой которых в присутствии литого алюминия разрушается при температуре разливки компонентов сплава, Разрушение окисной пленки на поверхностях достигается, например, путем применения порошка твердого припоя алюминия крупностью примерно 10 — 50 мам.

Обычные твердые припои содержат, например, в качестве добавки восстанавливающего действия бериллий в количестве около 50 частей на тысячу, некоторые дополнительно магний в количестве примерно 1,5, а также висмут или сурьму в количестве около

10 — 100 частей на тысячу. Для роста дендритов при этом целесообразно снизить содержание кремния в обычных твердых припоях или лучше полностью исключить его, Однако восстанавливающее воздействие на окисную пленку металлических порошков оказывают также другие щелочноземельные металлы, иттрий и/или редкоземельные металлы, например, добавки цериевого мишметаллэ, кэк компонента сплава порошка алюминиевого твердого припоя, По возможности выбирают сплавы, которые вследствие своей твердости легко поддаются раэмолу и одновременно являются активными в отношении образования центров кристаллизации. До сих пор зарекомендовали себя следующие металлические соединения с атомным соотношением

1:1; FeAI; FeTi; CaAI; CaSI; TiNi: TiAg, 1839646

1. Оболочковая форма для точного литья, преимущественно доэвтектических ( алюминиевых сплавов, внутренняя стенка которой имеет покрытие из смеси солей с восстановительной способностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения физико механи4еских характеристик алюминиевых отливок, оболочковая форма на обращенной к литью стороне дополнительно содержит металлическое покрытие

В качестве дополнительного самого по себе известного мероприятия осуществляется добавка к этим соединениям в небольших количествах поглощающего кислород материала с тем, чтобы связать обусловленный получением кислород внутри материала. Особо предпочтительно легировать порошки дополнительно посредством благородного металла или наносить на порошки после размола тонкий слой благородного металла платиновой группы, что является менее дорогим, Например, на титаново-никелевых порошках в результате пропитки растворы палладиевой соли и последующего химического или термического восстановления образуются покрытые тонким слоем благородного металла области поверхности, на которых даже после нагрева оболочки формы воздухом не образуется окисная пленка, Таким образом обеспечивается особенно хорошее смачивание затравочного порошка литым алюминием.

Предпочтительные формы выполнения изобретения приведены в нижеследующих примерах, Пример 1. Внутреннюю стооону оболочки формы точного литья покрывают путем засыпания и высыпания и последующей сушки суспензией, состоящей на 40 r йаО, 20 e NaF, 20 r LICI, 5 г Na4Fe, 5 г йа4Ре(СИ)6 и 20 г металла в 1 л воды. Оболочку подогревают под защитным газом, затем доводят температуру примерно до

200 С и заливают в вакууме AISI7Mg 0,6 с температурой около 700 С, Под действием солевой смеси усилилась эффективность различных металлов в отношении образования центров кристаллизации, образующих нижеследующий ряд по убывающей эффективности; Т(, Al, Mg, Zr, Sr, Hf, Ва, Са, Nb, К

Se, Ta, Fe, М, Со, Sb, Cu, Те, Са, Ag.

Нанесение покрытия на внутреннюю сторону оболочки формы точного литья посредством суспензии представляет собой

Формула изобретения оссбе (на прос1-ую Фо1 Р. м г(олкечи- . мзг б,:етения.

Получены следуюе.ие хграктерис-.ик(( отл и в к и, 5 условный предел текучести 305 — 325 н/мм предел прочности при растяжении 365 — 380 н/мм относительное удлинение

IG при разрыве А5 9 — l2 р

Пример 2. Нанес ние алюминиевой металлической пленки на Внутреннюю CTQрону оболочки формы точногс литья .:. nocëeдуюи1ве покрытие слоя ме":æ л=". (кото;. ы;;

15 отражает шероховатости оболочки формы точного литья) высушенным слоем сели обеспечивает особенно надежную зашиту алюминиевой металлической пленки от окисления, что также приводит к уменьше20 нию промежутка между ветвями дендритов, Получены следующие характеристики: условный предел текучести 300-310 и/мм предел прочности прй

25 растяжении 360 — 380 н/мм о-носительное удлинение при разрыве А5 9- I (7

Пример 3. Дальнейц((ая оптимизация промежутков между ветвями денди(ита дс30 стигнута за счет добавления шелочнотитгнового гексафторида к солевой смеси тем, что к указанной в примере 1 соли добавляли дополнительно 3 r!wTIFs и 10 г тонкомалотого алюминия в составе А1, М9 1 5, Я 37ь, 35 Be 0,01$. После обычной термообработки на образцах для испытания на растяжение

0=6 мм получены следующие показатели; условный предел текучести 310-330 н/мм предел прочности пои растяжении 360-380 и!мм относительное удлинение при разрыве А5 8 — 10 .

45 (56) Заявка ФРГ (ЬЬ 3512118, кл. 8 22 С 9/04, I 986. с последующим за ним слоем иэ смеси солей, причем металлическое покрытие содержит в количестве более 40 ат.$ один металл или несколько. металлов следующе: го ряда: алюминий, титан и/или щелочноэемельные металлы в, виде сплавов, -5 механических смесей или металлических соединений, а слой покрытия из солей со держит соли или смеси совей с температу рой ликвидуса ниже температуры разливки алюминиевого сплава с катионами преимущественно щелочных и/или щелочнозе1839646 анионами

Составитель О.Белков

Техред М.Моргентал

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор С,Кулакова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3410

"Ф

Производственно-издательский комбинат "Латент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мель ных металлов и преимущественно галогенов.

2. Оболочковая форма no n.1, отличающаяся тем, что металлическое покрытие со- 5 держит твердый припой для алюминия с пониженным содержанием кремния.

3. Оболочковая форма по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что металлическое покрытие выполнено из металла, образующего при нагревании до 300 С на воздухе особо тонкую оксидную пленку.

4, Оболочковая форма по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что металл покрытия содержит .. компонент, восстановительная способность которого при температуре разливки выше, чем у алюминия.

5, Оболочковая форма по пп. 1, 2 и 4, отличающаяся тем, что металлическое по- 20 крытие выполнено из алюминиевого сплава, который содержит до 10 мас. магния, и/или до 6 мас.$ кремния, и/или до 3000 частей нэ 1 тыс. иттрия, и/или один или, несколько редкоземельных металлов, и/или бериллий, и/или висмут, и/или cypbму, 6, Оболочковая форма по п.3, отличающаяся тем, что металлическое покрытие преимущественно содержит соединения металлов TINI, и/или TiAI, и/или СаА1, и/или FeAI, и/или CaSi, и/или FeTI с атомным соотношением соответственно 1: 1.

7. Оболочковая форма по п,6, отличающаяся тем, что указанные соединения металлов легированы палладием, и/или другим благородным металлом,и/или иттрием, и/или редкоземельным металлом в количестве до 1 мас.ф,.

8. Способ изготовления оболочковой формы для точного литья, включающий нанесение на внутреннюю шероховатую поверхность покрытия из смеси солей, отличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических характеристик алюминиевых отливок, на внутреннюю поверхность формы одновременно с покрытием из смеси солей, до и после наносят металлическое покрытие.