Способ изготовления биметаллических отливок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< ц 483192

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.05,74 (21) 2026252/22-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.09.75. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 12.12.75 (51) М. Кл. В 22d 27/08

В 22d 23/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.74.046:621. .746.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Шиляев, В. И. Ивинский и О. А. Коренькова

Минский опытный механический завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ОТЛИВОК

Изобретение относится к изготовлению изделий намораживанием.

Известен способ изготовления биметаллических деталей, заключающийся в том, что предварительно подготовленную и нагретую деталь погружают в ванну с расплавом, который подвергают воздействию ультразвуковых колебаний. Через определенный промежуток времени деталь удаляют из ванны.

Однако при использовании известного способа ультразвуковыми колебаниями воздействуют на весь объем расплава, что приводит к значительным затратам энергии, причем большая часть энергии расходуется нерационально, так как наблюдаемый эффект при воздействии ультразвуковых колебаний на расплав, а именно — интенсивная дегазация расплава, диспергирование, массообмен и т. д., необходим только на границе «деталь— расплав», где происходит непосредственное намор аживание.

Кроме того, при воздействии ультразвуковыми колебаниями на весь объем расплава, ввиду ограниченного времени кристаллизации расплава на его границе с деталью, процесс, например, дегазации полностью не успевает закончиться, что приводит к появлению рассеянной газовой пористости, уменьшению и плотности намораживаемого слоя.

Целью изобретения является сокращение затрат энергии на возбуждение ультразвуковых колебаний в расплаве и повышение физико-механических свойств намораживаемого слоя.

Для этого предложен способ, по которому модель-изделие устанавливают в непосредственном соприкосновении с поверхностью расплава, а ультразвуковые колебания направ10 ляют перпендикулярно намораживаемой части модель-изделия, расстояние между которой и источником ультразвуковых колебаний поддерживают не более 10 мм, На фиг. 1 изображен вариант устройства, 15 реализующего предлагаемый способ; на фиг.

2 — гр афик зависимости прочности намораживаемого слоя от расстояния при амплитуде ультразвуковых колебаний 3 мкм и температуре расплава, равной температуре начала

2о кристаллизации 20 С, намораживание расплава кадмиевого припоя на керамическую модель-изделие, состав в % (Sn 47, Pb 36, Сс1 17); на фиг. 3 — то же, намораживание оловянно-цинкового расплава на алюминие25 вую модель-изделие, состав в % (Zn 10, Sn 90).

Устройство для изготовления изделий ме тодом намораживания содержит ванну 1, свя. занную посредством трубопровода 2 с допол30 нительным резервуаром 3. Эти элементы о0483192 разуют сифонную систему. В трубопроводе 2 имеется вентиль 4, который через следящее устройство 5 соединен с датчиком 6 уровня расплава.

Через днище в ванну 1 введен источник 7 5 ультразвуковых колебаний. С наружной стороны ванны 1 и резервуара 3 установлены нагреватели 8 и 9 соответственно, причем нагреватель 8 связан с блоком 10 контроля температуры, который, в свою очередь, соеди- io нен с датчиком 11 температуры, устанавливаемым в ванне 1.

В ванну 1 через сифонную систему резервуар 3 — трубопровод 2 заливают расплав, температуру которого посредством нагревате- Б лей 8 и 9 автоматически поддерживают в пределах на 5 — 30 С выше температуры линии ликвидуса.

Модель-изделие, поверхность которой предварительно очищают от грязи и окислов, на- 6 гревают до температуры на 30 — 50 С ниже темпер атуры расплава и устанавливают в непосредственном соприкосновении с поверхностью расплава, находящегося в ванне 1, а источник 7 ультразвуковых колебаний разме- Б шают таким образом, чтобы его излучающая поверхность находилась на расстоянии h=

=2,5 мм от поверхности модели-изделия, на которую необходимо произвести намораживание. Затем источником 7 обрабатывают зо слой расплава, расположенный между моделью-изделием и поверхностью источника 7, ультразвуковыми колебаниями с амплитудой

3 мкм. Через 10 — 20 сек после начала «озвучивания» модель-изделию сообщают движе- з5 ние вверх относительно поверхности расплава.

Расстояние и зависит от материала расплава, амплитуды ультразвуковых колебаний и определено экспериментально по оптимальным физико-механическим свойствам намораживаемого слоя (см. фиг. 3), оно не должно превышать 10 мм, в противном случае качество намораживаемого слоя резко снизится.

Перпендикулярное направление ультразвуковых колебаний в локальной области намораживания позволяет повысить физико-механические свойства этого слоя и обеспечить однородность его структуры при значительном сокращении затрат энергии на возбуждение ультразвуковых колебаний по сравнению с известным способом.

Предмет изобретен и я

Способ изготовления биметаллических отливок, включающий наморажив ание слоя расплава на предварительно подготовленную и нагретую поверхность заготовки, опущенной в ванну с намораживаемым расплавом, при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат энергии на возбуждение ультразвуковых колебаний и повышения физико-механических свойств намораживаемого слоя, ультразвуковые колебания направляют перпендикулярно намораживаемой поверхности заготовки с расстояния не более 10 мм.

483192 фиг.1

5,0

М,О

3,0

2,0

1,0

Ои Об 0д 10 и м

0,2 фve 2

Составитель Т. Королева

Редактор Е. Братчикова Техред М. Семенов Корректор 3. Тарасова

Заказ 300l/5 Изд. № 976 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2