Способ получения отливок

 

(» 498092

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик (61) Д оп ол нител ьное к а вт. св ид- ву— (22) Заявлено 10.01.74 (21) 1984689i22-2 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.01.76. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 13.07.7б (51) Ч Кл В 22 D 27/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746. .043 (088.8) (72) Авторы иеобретения

И. С. Вавилов и E. Е. Микотин

Н аучно-исследовател ьский институт специальных способов литья (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛ УЧ ЕНИЯ ОТЛ ИВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам, получения отливок из расплавов при использовании постоянных металлических форм, Наибольший положительный эффект достигается при реализации способа |получения отливок с дифференцированными физикохимическими свойствами (прочностью, износостойкостью, |коррозионной стойкостью и т. д.) ..

Из весте и способ литья с противодавлением, когда перед зали вкой в форму, в процессе заливки и кристаллизации отливки, расплав находится под действием всестороннего газового давления.

Известен также способ получения отливок

IBo методу литья с противодавлением, когда в камеру с литейной формой и камеру с расплавом вводят активный газ, оказывающий благоприятное воздействие на физические, химерические и другие свойства материала отливки.

Сжатый газ в процессе заливки формы и кристаллизации отливок оказывает постоянное и одинаковое давление на всю поверхность формы и отливии.

Однако, если в отливках имеются местные утолщения,,поражаемые при литье усадочной к газовой пористостью, либо особо нагружен ные при |работе части,поверх ности, желательно, чтобы газовое давлен|ие на расплав в форMB на эти места отли вки было бы большим, чем давление в тонких;и неответственных местах отливки, т. е. желательно осуществлять локальную газовую подпрессовку мате5 риала отливки в форме с целью ликвидации усадочных дефектов и упрочнения части ее материала. Известные способы не дают .возможность осуществить та кую локальную газавую подпрессовку, исключая тем самым

10 возможность получения отливок с дифференцированными физико-химически ми свойствами.

Целью изобретения является получение отли вок с дифференцированными свойствами.

Для этого предложено размещать в за15 крытых полостях формы порошкообразные или брикетированные твердые химические вещества, разлагающиеся с выделением га30lB, химически .вза имодействующих с расплавом.

20 Из вестно, что многие твердые химические вещества (чаще всего соли) при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов.

По предлагаемому способу необходимо использовать такие вещества, которые разлагаются только при контакте с расплавом, для чего он и должны иметь достаточно высокую температуру разложения.

Если необходимо осуществлять только локальную подпрессовку расплава в форме

498092 без легирования его газом, то в качестве таких веществ могут быть, например, использованы следующие соли: а) NaHC03, MgC03, К2СОз, СаСОз, выделя ащие при нагреве до 500 — 800 С углеиислый газ СО, б) КС10з, КМп04, Mn02, B a 0, выделяющие,при нагреве до 400 — 700 С ки=лород 0, .в) MgC1> 6Н:0, КС1 MgC1> . 6Н20, выделяющие хлористый водород НС1 при нагре вании до 400 — 600 С.

Известно, что некоторые газы, насыщая поверхность сплавов в жидком л ибо твердом состоянии, сказывают благоприятные воздействия на физико-химические свойства их материала. Например, для сталей широко ра ;.п ростра нвны азоти рование, uHaHHpoBaIHHe u цементирсвание поверхности. Газовое азотирование обычно .проводят с помощью азота или аммиака при температуре 500 †6 С.

Газовое цианиравание обычно проводят смесью 20 — 25 /о аммиака и 80 — 75О/О светильного газа при температуре 700 — 800 С.

Цементирование сталей проводится газообразньпми продуктами пиролиза при 880—

950 С древесного угля с добавкам и ВаСО, NapCOg.

Газообр азотный азот может быть получен в результате разложения при 400 — 600 С следующих солей: NH4NO:, NaN3, (NN4) Cr>Oq и других либо при термическом разложении смесей солей, например, смеси (NH4)2$04 (1 вес. ч.) и К2Сг 07 (2 вес. ч.) при тем|пер атуре 300 — 400 С.

В соответствии с этим локальное газовое азотирование час и поверхности отливки в форме можно произ водить, помещая в закрытые полости формы твердые соли ил и их смеси, которые выделяют азот или аммиак при действии на них расплавов, на пример, NH4NOg, (NH4)gS04 или смесь (NH4)g$04 и

К2С Г О 4.

Локальное газовое цианирование можно

IIpoIBogIHTb, помещая в закрытые полости формы твердые вещества или их смеси, которые при контакте с расплавам выделяют светильный газ и аммиак (напр|имер, смесь каменного угля и (NH4)2$04)

Локальную газовую цементацию мажино проводить аналогично, используя смесь веществ, разлагающихся с выделением СО и

СО, например, смесь древесного угля и карбонатов щелочных металлов. .Величину локального газового давления на расплавив в форме можно регулировать путем изменения количества газифицирующего вещества, помещаемого в закрытую полость формы. Если одновременно с локальной газовой поддрвссовкой производится газовое легирование части поверхности отливки, то можно регулировать величину парциального давления легирующего газа в газовой смеси путем:изменения соотношения между твердым веществом, выделяющим легирующий газ, и твердым веществом, .выделяющим

65 инертный газ, в используемой солевой смеси, либо изменяя количество этой смеси.

Величины да вления газов при локальной под прессовке и локальном газовом легировании отливки в форме могут быть весьма больши|ми, что позволяет осуществить эти процессы весьма эффективно, даже в условиях литья с противодавлением. Например, в закрытую полость формы помещен и соприкасается с расплавом ка рбонат аммония (КН4)gCOg. В соответствии с уравпснпсм тер мического разложения этой сол и (NH4J2Ñ03 — 2ХНз + Н О + СО из 96 г соли,вы деляется 254 10 см газов со средней температурой 500 С. Если принять, что закрытая полость формы выполнена в виде цилиндра диаметром 40 мм и высотой

70 м.я, количество используемой сол и составляет 32 г и форма находится под действием всестороннего проти вода вле ния в 10 кгс/см-, то с .по мощью несложных расчетов можно показать, что при полном разложении этого количества соли в за,крытой полости на материал отлив ки создается давлсние около

1000 кгс/см

Следует отметить, что процесс разложения любой соли при соприкосновении с расплавом имеет протяженность во времени и для большинства солей полное их разложение будет происходить только после частичного или полного за ввердева ния расплава в области соприкосновения с выделяющимися газами.

С целью изменвния скорости разложения солей пр и,контакте с расплавам, а также удобства в установке их в за,крытые полости литейной формы сол и и их смеси можно брикетировать или окатывать с использованием при неооходимости связующих веществ (например, литносульфонатов) .

Практически б ри кеты .или окатыши из солей и их смесей для локального логирования и подп рессовки отливки можно помещать в глухие сверленые отверстия в верх ней части формы, сообщающиеся с ее полостью, куда расплав при заполнении формы поступает в по следнюю очередь. Эти глухие отверстия должны раеполагаться против тех мест на поверхности отливки, которые должны быть подвергнуты дополнительной локальной подпрессов ке или легированию газами. При литье с противодавлен ием брикеты из солей можно располагать в полостях в верхней части формы, которые обычно выполняются в формах для этого вида литья и играют роль газовых выпоров.

Необходим о отме ить, что при определен ии вида используемой соли и ее количества, а также при IIpo6KTHpoBaIHHiH формы для описываемого способа литья, следует учитывать и исключать возможность прорыва газов из закрытых полостей формы, а также перелив расплава в,питающую систему, под действием нерационально выб|ранцого черезмерно большого локального газового давления.

498092

Формула изобретения

Составитель Г. Кибовский

Техред А. Камышникова

Корректор И. Симкина

Редактор Е. Братчикова

Заказ 702/894 Изд. № 306a Тираж 1002 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий.Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент>

Способ получения отливок, включающий заполнение литейной формы расплавом, создание давления газами, получаемыми из твердых |веществ, помещаемых в форму и разлагающихся под действием тепла отливки, и кристаллизацию последней, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения отливок, с дифференцированными физико-механическими свойства ми, путем локального легирования, в .качестве источника давления, исполь5 зуют расположенные в местах легирования отливки материалы, выделяющие газы, химически взаимодействующие с заливаемым расплавом.