Способ изготовления отливок из чугуна

 

(ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социанистических

Республик (1774793 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 09 . 08. 78 (21) 2658179/22-02 (51) М

В 22 33 27/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный «омитет

СССР

Ilo делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.10.80, Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30. 10. 80 (53) УДК 621 ° 746 °.58(088.8) А. Г. Мирошниченко, Г. В. Немченко и В. С. Сенин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт специальных способов лит ья (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к способам изготовления отливок из чугуна в формах, получаемых с применением вакуума. 5

Известны способы получения отливок иэ чугуна, включающие заливку металла в формы, в которых зернистый каполнитель удерживается за счет сил прижима пленкой благодаря вакууму. 10

Вакуум поддерживают в форме до затвердевания отливки. Вакуумирование формы прекращают сразу после затвердевания отливки (1).

В итоге имеет .место понижение 15 твердости отливок и количества перлита в металлической матрице чугуна.

Кроме того, не представляется возможным интенсифицировать графнтизацию чугуна при эвтектическом превращении 20 и образование перлита.

Цель изобретения — интенсифицировать графитизацию чугуна при эвтектическом превращении, ускорить процесс охлаждения отливок при эвтектоидном 25 превращении и образования перлита для повышения твердости и износостойкости отливок.

Это достигается за счет того, что после заливки чугуна в форму иэ. зер- 30 нистого огнеупорного наполнителя, находящегося под вакуумом за счет отсоса воздуха, в момент, когда чугун достигает зоны эвтектического превращения, вакуумирование формы прекращают, т.е. при g =1150-1200 С, и вновь возобновляют при достижении чугуном отливки температуры, равной

1110-1060 С, а вакуумирование формы с отливкой окончательно прекращают после завершения в чугуне эвтектоидного превращения, т.е. в интервале

700-650 С.

Практически момент достижения отливкой заданной температуры определяют по времени, прошедшем от завершения заливки металла в форму. Этим и объесняются довольно широкие интервалы температур в 20-70 С выше или о ниже критических точек.

На чертеже, в качестве примера, показаны кривые охлаждения чугуна в центре цилиндрической отливки диаметром 120 мм и высотой 70 мм.

Огнеупорный зернистый наполнителькварцевый песок К016Б. Химический состав чугуна, %: С 3,63; Si 2,94;

Мп 0,54; Р 0,069; S 0,07.

774793

Кривая 1 — вакуумирование формы прекращено через 50 с после заливки металла.

Эвтектическое превращение в чугуне закончилось через 750 с, после чего вакуумирование вновь возобновлено при 1100 С и длится до завершения эктектоидно" го превращения(=700 С) .

Кривая 2 — форма находится под вакуумом вплоть до завершения эвтектоидного превращения. Эвтектическое превращение завершается на 160-й секунде, Таким образом установлено, что прекращение вакуумирования формы на время эвтектического превращения позволяет увеличить длительность процесса графитизации от 160 до 750 с,т.е. существенно интенсифицируется процесс графитообразования.

Анализ структуры образцов, высверленных полым сверлом из отливок, дополнительно подтверждает сделанный вывод, так как размеры графитовых включений значительно больше в случае, когда эвтектическое превращение в чугуне протекает в условиях охлаждения отливки без вакуумирования формы. Сравнивают пробы, отлитые по предложенному способу, с пробами, отлитыми в аналогичной форме при условии отключения вакуума до момента эвтектоидных превращений.

Содержание перлита в металлической матрице чугуна в случае охлаждения отливок под вакуумом вплоть до завершения эвтектоидного превращения (вакуумирование прекращают при достижении температуры отливки равной .700 С) составляет 70-80%, остальное феррит. При прекращении вакуумирования. формы в соответствии с известными способами, т.е. в зоне температур, когда заканчивается затвердевание чугуна и он приобретает достаточную прочность (1000-1050 С), с последующей выдержкой отливки в песке, количество перлита в металлической матрице составляет 30-40Ъ, остальное феррит. Следовательно, охлаждение чугунных отливок в песчаных формах под вакуумом, достигаемым за счет отсоса воздуха, вплоть до момента завершения эвтектоидного превращения интенсифицирует процесс образования перлита.

Наличие относительно крупных включений графита и перлитной матрицы в чугуне способствует повышению его твердости и износостойкости в условиях трения. Увеличение длительности эвтектического .превращения позволяет получить тонкостенные отливки без от15 бела. Ориентировочный экономический эффект составляет 1-3 руб. на 1 т веса деталей станков и др. машин, содержащих элементы, работающие в условиях трения. Экономия за счет исключения

Щ операции термической обработки с целью ликвидации отбела тонкостенного чугунного литья составляет 2-4 руб. на 1 т годного.

Формула изобретения

Способ изготовления отливок из чугуна, включающий заливку расплавленного металла в литейную форму из зернистого огнеупорного наполнителя под вакуумом, отличающийся тем, что, с целью интенсификации графитизации чугуна при эвтектическом превращении и ускорения процесса охлаждения отливок при эвтектоидном превращении для повышения их твердости и износостойкости, вакуумирование временно прекращают в интервале температур 1200-1060 С и окончательно

4Q прекращают при достижении отливками температур 700-650 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современное состояние вакуумно-пленочного способа изготовления песчаных форм. — "Литейное производство", 1976, Р 4, с. 27.

774793 т Ф4е

МО

И f20 иО ж 3N ИО 4М МЮ ж

Составитель Т. Королева

Редактор 3. Ходакова Техред ц . Яабурка . Корректор В. Бутика

Заказ 7603/15 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Уж1.ород, ул. Проектная, 4