Отливка

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления деталей с большим объемом и малым удельным весом материала, например лопастей турбин ветряков. Отливка, выполненная из пористого металла с удельным весом менее 1 г/см3, имеет пористость 75-92% ее объема. Она может быть выполнена из алюминия или его сплавов и состоять из монолитной корочки металла и пористой сердцевины, имеющей плотность 0,23-0,75 г/см3. Использование изобретения позволяет расширить номенклатуру отливок в машиностроении, упростить производство крупногабаритных изделий с малым удельным весом материала и снизить себестоимость их изготовления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении лопастей турбин ветряков, деталей и узлов самолетов, вертолетов, дирижаблей, морских платформ.

Отливки, полученные гравитационной заливкой с кристаллизацией в атмосферных условиях, имеют по ГОСТ на 30% более низкий предел прочности и в 2 раза более низкое относительное удлинение, чем поковки и прокат. Этот недостаток обусловлен пористостью отливок, крупным первичным зерном и химической неоднородностью.

Отливки, полученные литьем под давлением, имеют ярко выраженную газоусадочную пористость, за исключением монолитной корочки («Специальные способы литья». Справочник под общ. редакцией акад. АНУССР В.А Ефимова. Москва. «Машиностроение», 1991, стр.283-286).

Пористость отливок оценивается по пятибалльной шкале ВИАМ (Хомицкий А.А. «Об оценке пористости отливок» Ж-л «Литейное производство, 1983, №2, стр.16-17).

Отливки, имеющие пористость выше пятого балла, бракуются. Использовать такие отливки в изделиях, не испытывающих динамические нагрузки, не представляется возможным из-за большого удельного веса их материала.

Целью предлагаемого изобретения является расширение номенклатуры используемых в машиностроении отливок с малым удельным весом материала.

Поставленная цель достигается тем, что отливка, выполненная из пористого металла, имеет удельный вес его менее 1 г/см3. При этом объем пор в отливке составляет 75-92% ее полного объема.

При объеме пор 92% от объема отливки удельный вес пористого металла для сплава АЛ7 составляет 0,23 г/см3, при объеме пор 75% (для сплава АЛ11) удельный вес пористого металла составляет 0,75 г/см3, при объеме пор 85% (для сплава АК5М7) удельный вес пористого металла составляет 0,66 г/см3.

При объеме пор более 92% изделие становится непрочным, а при объеме пор менее 75% отливка имеет сравнительно большой удельный вес, близкий к 1 г/см3.

Такие отливки можно использовать в качестве элементов изделий, имеющих большой объем и габариты при малом удельном весе, например при изготовлении лопастей турбин ветряков, крыльев самолетов и др., и при этом в несколько раз снизить трудоемкость их изготовления по сравнению с изготовлением по существующим технологиям.

Следующее отличие предлагаемой отливки состоит в том, что она выполнена из монолитной корочки металла и пористой сердцевины, имеющей плотность при изготовлении ее из алюминия и его сплавов 0,23-0,75 г/см3.

Поры отливки с открытой пористостью могут быть заполнены неметаллом, например пропитаны смолами ПН-69, ПН-301 и др., затвердевающими при полимеризации, а для придания отливкам повышенной коррозионной стойкости они обработаны в электролите в режиме микроплазменного оксидирования.

Для получения пенометалла в расплав металла вводятся гидриды Ti, Zr и др. элементов.

Пористые отливки изготавливаются способом литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД) с введением гидридов в камеру выжимания перед вытеснением пенометалла в литейную форму. При изготовлении отливок используются как постоянные, так и разовые литейные формы.

На чертеже представлена литая лопасть турбины ветряка длиной 3500 мм, полученная способом ЛВКД из алюминиевого сплава.

Лопасть состоит из монолитной литейной корочки 1 толщиной около 1 мм, пористой сердцевины 2 с удельным весом пеноматериала 0,5 г/см 3 и трубчатой арматуры 3. Снаружи лопасть снабжена слоем 4 электроплавленных окислов из Al2О3, образованных в режиме микроплазменного оксидирования.

Работа лопасти в составе турбины не отличается от известной, за исключением ее более высокой надежности и долговечности при эксплуатации в атмосферных условиях.

Использование изобретения позволяет расширить номенклатуру отливок в машиностроении, упростить производство крупногабаритных изделий с малым удельным весом материала, снизить себестоимость их изготовления.

1. Отливка, выполненная из пористого металла, с удельным весом менее 1 г/см3, отличающаяся тем, что объем пор в отливке составляет 75-92% ее полного объема.

2. Отливка по п.1, отличающаяся тем, что она состоит из монолитной корочки металла и пористой сердцевины, имеющей плотность 0,23-0,75 г/см3 при изготовлении ее из алюминия или алюминиевых сплавов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению высокопористых, проницаемых ячеистых материалов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка ниобия. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству композитов, а также может быть использовано при смешивании взаимно нерастворимых жидкостей. .
Изобретение относится к получению композиционных материалов. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению сплавов свинца, кальция, олова, алюминия, и может быть использовано в аккумуляторной, электрохимической и электротехнической промышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к композиционным самосмазывающимся материалам на основе меди. .

Изобретение относится к металлургическому производству. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к легированию алюминия. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к жаропрочным никелевым сплавам, предназначенным для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах в ГТД.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к получению порошковых молибден-медных псевдосплавов. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в кислородно-конверторном производстве стали. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения пористых изделий. .

Изобретение относится к литейному производству, предназначено для получения малогабаритных тонкостенных отливок из химически активных металлов и сплавов титана и циркония и может быть использовано преимущественно в стоматологии для производства зубных протезов и других конструкций в нанотехнологии и машиностроительной отрасли для изготовления мелких изделий.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству чугунных прокатных валков. .

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в технике, изобразительном искусстве и архитектуре. .

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении пористых отливок. .

Изобретение относится к электрошлаковому процессу. .

Изобретение относится к способу заполнения с точным контролем веса подаваемого металла изложниц разливочной машины для цветных металлов, например установки для отливки анодов из меди или установки для отливки анодов из цинка, выполненных для эксплуатации в полностью механизированном процессе разливки в виде литейных колес, оснащенных изложницами, причем в первой операции металл вводится при регулируемом расходе массы с контролем непрерывного динамического возрастания веса в промежуточную мульду, и во второй операции путем опрокидывания промежуточной мульды жидкий металл подается попеременно в обе стороны в находящиеся там дозирующие мульды, и после заполнения первой дозирующей мульды промежуточная мульда опрокидывается в направлении второй дозирующей мульды, и одновременно масса анода выливается из первоначально заполненной дозирующей мульды через контролируемый наклон в одну из установленных на литейном колесе изложниц
Наверх