Способ получения отливки

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью в кокиль металлов и сплавов. Кокиль заполняют перегретым металлом на 65-90% объема. В процессе кристаллизации металла кокиль подвергают вертикальному вибрационному воздействию с частотой 240-280 Гц и амплитудой, равной 2-3 высотам кокиля. Обеспечивается получение неоднородной структуры отливки.

 

Широко известен способ получения отливки литьем в кокиль, принятый автором за прототип.

Этот способ включает в себя заливку расплавленного металла в кокиль, где происходят процессы кристаллизации и затвердевания расплавленного металла.

Недостатком данного способа получения отливки является однородность структуры по всему ее объему, одинаковые плотность и прочность. Однако, при расчете на прочность отливки, согласно эпюрам разрушающих сил, наибольшие напряжения и перемещения испытывают наружные слои отливки, а наименьшие - серединные слои. Этим обусловлена ненужность однородной структуры отливки, которая определяет большой расход металла.

Следовательно, для уменьшения расхода металла структура отливки должна быть неоднородной: наружные поверхности отливки должны состоять из металла максимальной плотности и прочности, а серединная часть отливки - из минимальной.

Целью предлагаемого изобретения является снижение расхода металла за счет получения отливки с неоднородной структурой.

Указанная цель достигается тем, что кокиль, заполненный перегретым металлом на 65-90% объема, в процессе кристаллизации подвергают вертикальному вибрационному воздействию, в результате чего структура отливки получается неоднородной.

Способы получения отливки с неоднородной структурой не были выявлены автором при изучении данной и смежных областей техники, и, следовательно, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Сопоставительный анализ заявляемого способа получения отливки с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что кокиль, заполненный перегретым металлом на 65-90% объема, в процессе кристаллизации подвергают вертикальному вибрационному воздействию. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «существенные отличия».

Пример

Предлагаемым способом получали отливки диаметром 30-60 мм и высотой 60-120 мм из алюминиевого сплава. Перегретый металл заливали в кокиль, установленный на обычной вибрационной машине для формовки, закрывали графитовой пробкой, герметизировали, и подвергали вертикальному вибрационному воздействию с частотй 240-280 Гц и амплитудой, равной двум - трем высотам кокиля.

При частоте менее 240 Гц и амплитуде менее 2 высот кокиля не возникал эффект интенсивного перемешивания металла.

Увеличение частоты более 280 Гц и амплитуды более 3 высот кокиля вело к разрушению вновь образующейся неоднородной структуры жидким металлом, находящимся в серединной части отливки.

Соотношение объема перегретого металла к объему кокиля было в интервале 65-90%.

При соотношении более 90% не возникал эффект интенсивного перемешивания перегретого металла.

При соотношении менее 65% наружная поверхность отливки формировалась не полностью.

На поперечном и продольном срезах отливок, полученных при оптимальных параметрах частоты, амплитуды и объема, было видно, что их структура получалась неоднородной. У наружных стенок отливки металл затвердевал в виде монолита, далее металл затвердевал в виде мельчайших пор, а в серединной части отливки - в виде пор большого диаметра.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить расход металла для получения отливки на 10-35%.

Способ получения отливки литьем в кокиль металла из одного или нескольких компонентов, отличающийся тем, что кокиль заполняют перегретым металлом на 65-90% объема и в процессе кристаллизации металла подвергают вертикальному вибрационному воздействию с частотой 240-280 Гц и амплитудой, равной 2-3 высотам кокиля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при обработке литейных сплавов перед заливкой в литейную форму или в литейной форме.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве слитков из металлов и сплавов. .

Изобретение относится к механическим вибрационным станкам вообще и к механическим вибростанкам, применяемым в литейном производстве, в частности. .

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству слитков или отливок из различных металлов и сплавов, и может быть использовано в литейном производстве черных и цветных металлов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки сплавов для управления процессом кристаллизации с целью улучшения кристаллической структуры сплава.

Изобретение относится к литейному производству

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения литых заготовок в машиностроении. Устройство содержит изложницу, закрепленную на виброплите, при помощи болтов и гаек, вибратор эксцентрикового типа, закрепленный на нижней стороне виброплиты. Головки болтов выполнены выступающими над дном изложницы на 20 мм. Виброплита установлена на основании посредством направляющих штоков с пружинами. Залитый в изложницу расплавленный металл подвергают виброобработке в процессе его затвердевания. Головки болтов схватываются затвердевающей коркой металла и обеспечивают непосредственную передачу колебаний от виброплиты к слитку. Обеспечивается повышение эффективности вибрационного воздействия на процессы кристаллизации и структурообразования слитка. 1 ил.

Группа изобретений относится к металлургии, в частности к производству металлокомпозитов, а также может быть использована для обработки других сплавов. Способ получения композиционного сплава Al-Ti, упрочненного алюминидами титана Al3Ti, включает плавление и обработку расплава в непрерывном режиме в плавильной емкости с помощью поршня-вибратора, погружаемого в расплав и совершающего низкочастотные колебания в диапазоне 16-160 Гц с амплитудой δ, определяемой по выражению δ=1500η/(R02μρ), где η - динамическая вязкость расплава, μ - частота колебаний, ρ - плотность сплава, R0 - радиус поршня. Одновременно с вибрационными колебаниями на расплав воздействуют однополярными электромагнитными импульсами с частотой не менее 1000 Гц, длительностью импульса не более 1⋅10-9 с и мощностью не менее 1 МВт. Установка для получения композиционного сплава содержит тигель и поршень-вибратор, размещенный в тигле и соединенный через жесткий шток с источником гармонических колебаний звуковой частоты. Установка дополнительно содержит генератор однополярных электромагнитных импульсов с частотой не менее 1000 Гц, длительностью импульса не более 1⋅10-9 с и мощностью не менее 1 МВт, замкнутый в электрическую цепь на поршень-вибратор, и тигель, выполненные из графита. Поршень изолирован от штока диэлектрической прокладкой, расстояние от нижней грани поршня до дна тигля составляет не более полутора диаметров тигля и не менее радиуса тигля, а зазор между боковыми стенками поршня-вибратора и тигля находится в диапазоне 0,025-0,1 радиуса тигля. Сплав характеризуется субмикронным размером зерна при равномерном распределении композиционных составляющих по всему объему слитка. Повышаются эксплуатационные характеристики сплава. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх