Способ центробежной отливки цилиндрических элементов с поверхностной пористостью

 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к отливке центробежным способом цилиндрических элементов с поверхностной пористостью из железоуглеродистых сплавов. Целью изобретения является увеличение пористости на поверхности цилиндрических элементов. Жидкообразное покрытие наносят на изложницу , вращающуюся со скоростью n(4,0-6,5)-104/d и нагретую до 350-500°С, выдерживают 2-3 мин, а затем заливают металл при скорости вращения изложницы п(8,5-9,5)-104/d. Использование предложенного способа позволяет получить поверхностную пористость на глубину наносимого на изложницу покрытия с формой пор, имеющей обратную конусность. 3 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 22 0 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2,V

1ЬЭ

1 р

Ф !

4 (21) 4426466/02 (22) 31.05.88 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) Ю.П. Белый, С.П. Казанцев, Е.Л. Фурман, P.Х. Фахтулин, В.B. Хлынов, В.Е. Яковчук, В.В. Терехов и П.В. Полищук (53) 621.746.042(088.8) (56) Патент США

М 3480135, кл. 206 — 445, опублик, 1975. (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОТЛИВКИ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ПОРИСТОСТЬЮ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отливке центробежным способом цилиндрических элементов с поверхностной пористостью.

Целью изобретения является увеличение пористости на поверхности цилиндрических элементов.

Сущность способа достигается путем нанесения жидкообразного покрытия на изложницу (диаметром d), вращающуюся со скоростью и= (4,0 — 6,5)10 /d, нагретую до температуры от 350 С до 500 С, сушки покрытия в течение 2 — 3 минут и заливки металла при скорости вращения изложницы

n=(8,5 — 9,5)10 /d.

Формирование порообразующего покрытия происходит при интенсивном паровыделении за счет нагрева изложницы и под действием центробежной силы, определяе„„Я „„1724427 А1 (57) Изобретение относится к области литейного производства, в частности к отливке центробежным способом цилиндрических элементов с поверхностной пористостью из железоуглеродистых сплавов. Целью изобретения является увеличение пористости на поверхности цилиндрических элементов.

Жидкообразное покрытие наносят на изложницу, вращающуюся со скоростью

n=(4,0 — 6,5).10 /d и нагретую до 350-500 С, выдерживают 2 — 3 мин, а затем заливают металл при скорости вращения изложницы п=(8,5-9,5)10 /d. Использование предложенного способа позволяет получить поверхностную пористость на глубину наносимого на изложницу покрытия с формой пор, имеющей обратную конусность. 3 табл. мой скоростью вращения. В процессе кипения и испарения влаги растет вязкость покрытия и на последних этапах высыхания раковины, образованные пузырьками пара, не затягиваются. На вращающейся изложнице образуется твердое покрытие с равномерно распределенными сообщающимися между собой порами, имеющими вид пузырьков пара с выходом на внутреннюю поверхность, которая при заполнении их металлом формирует поверхностную пористость.

При нагреве изложницы менее чем до

350 С пористость получается мелкая, поры разрознены из-за недостаточной интенсивности кипения. Аналогичная картина получается при большей, чем n=6,5 10 /d.

4 скорости вращения, так как увеличение центробежной силы ведет к уменьшению или

1724427 полному затягиванию пор. В обоих случаях заливаемый металл недостаточно полно пропитывает покрытие. Мелкие поры и соединяющие их каналы не заполняются.

Увеличение нагрева изложницы (более

500 С) приводит к выбросу из нее части покрытия вместе с потоком пара в результате бурного паровыделения. Часть поверхности изложницы оказывается непокрытой. Скорость вращения менее п=4,010 /d оказывается недостаточной для равномерного распределения покрытия, на изложнице (особенно при наличии конусности) появляются оголенные пояски. Заливка металла при сформированном порообразующем покрытии производится при скорости вращения изложницы в интервале n=(8,59,5)10 /d. Скорость менее n=8,5 ° 10"/d недостаточна для полного заполнения пористой структуры покрытия, На пористой поверхности заготовки нет острых кромок, мелкие перешейки между порами имеют округлую форму. Превышение значения п=9,5

10 /б ведет к разрушению и смыву покрытия падающей струей металла. В этом месте на отливке образуется монолитный поясок.

Таким образом, предлагаемые режимы нагрева, а также скорости вращения изложницы в зависимости от ее диаметра при нанесении покрытия и заливке металла обеспечивают согласно способу, увеличение пористости на поверхности цилиндрических элементов, Пример. Центробежным способом отливают цилиндрические элементы диаметром 0=100-98 мм (с уклоном) длиной 265 мм с поверхностной пористостью. На поверхность изложницы наносят жидкообразное покрытие состава, : древесная мука фракции менее 1 мм 35; огнеупорная глина

8; карбамидцеллюлозный клей 7; вода остальное, В указанном составе основной составляющей, формирующей твердое покрытие после испарения влаги, является древесная мука. Карбамидцеллюлозный клей вводят как связующее, повышающее прочность покрытия. Огнеупорная глина повышает термостойкость и уменьшает расслаивание компонентов при приготовлении смеси.

В табл. 1 показано влияние скорости вращения изложницы на качество пористого покрытия.

Скорость менее п=4,0 10 /б недостаточ4 на для полного растекания покрытия по поверхности изложницы, часть ее остается оголенной. При повышении скорости (n=6,5

° 10 /о) под действием центробежной силы

4 поры затягиваются и при полном высыхании имеют вид проколов без обратных уклонов.

В табл. 2 видно влияние нагрева изложницы на качество пористого покрытия.

При температуре менее 350 С интенсивность кипения недостаточна, пористость получается разобщенная, мелкая, без обратной конусности. Увеличение нагрева (более 500 С) вызывает слишком интенсивное паровыделение, при котором вместе со струей пара из изложницы выбрасывается часть покрытия.

В табл. 3 представлены данные по влиянию скорости вращения изложницы на качество поверхностной пористости заготовки.

При скорости менее n=8,5 10 /d величи4 ны центробежной силы недостаточно для полного заполнения пористого покрытия, а увеличение скорости (более п=9,5.10 /d) ведет к разрушению и смыву покрытия.

Использование предлагаемого способа центробежной отливки цилиндрических элементов позволяет получить поверхностную пористость на глубину наносимого на изложницу покрытия с формой пор, имеющей обратную конусность. При отливке элемента с такой поверхностью другим сплавом, проникновение и заполнение пор увеличивает прочность соединения частей биметаллического изделия и в целом повышает теплоп роводность.

Формула изобретения

Способ центробежной отливки цилиндрических элементов с поверхностной пористостью, включающий нанесение покрытия на поверхность вращающейся изложницы, заливку металла, извлечение и очистку затвердевшей заготовки, отличающийся тем, что, с целью увеличения пористости на поверхности цилиндрических элементов, покрытие наносят в жидкообразном состоянии, г ри этом изложницу, нагретую до 350—

500 С, воащают со скоростью п=(4,0 — 6,5)10 /d, затем выдерживают в течение 2-3 мин, а в процессе заливки металла изложницу вращают со скоростью n=(85—

9,5).10 /d, где d — диаметр изложницы.

1724427

Таблица!

Опыт

410

3,5

2 4,0

400

400

3 5.5

420

4 6,5

420

5 7,0

410

6 7,5

Температура изложницы

С.

Опыт

300

1 5,5

2 5,5

350

400

3 5,5

4 . 5,5

500

550

5 5,5

Скорость вращения изложницы при нанесении покрытия, (и i«1) .10

Скорость вращеия изложницы (пил) 10

Температура изложницы

Качество пористого покрытия

153 поверхности изложницы оголено со стороны, имеющей меньший диаметр непокрытый поясок

Равномерное покрытие на всей поверхности, крупная сообщающаяся пористость на глубину покрытия с обратными уклонами, паднутрениями

Покрытие равномерное, паристость соабцающаяся на глубину покрытия, величина пор уменьшилась

Пористость, сообщающаяся с мелкими порами, имеющими обратную конусность, покрытие равномерное

Пористасть разобщенная, поры имеют вид цилиндрических отверстий без обратных уклонов

Пары значительно разобцены, имеют вид отдельных иглаабразных проколов

Таблица 2

Качество пористого покрытия

Из крынки выходит пар без усилия. Пористость разобщенная, мелкая, в виде цилиндрических отверстий

Пар из крышки выходит без усилия. Покрытие равномерное с мелкой сообщающейся пористостью, имеющей обратную

KOHvCHACTb

Пар выходит из крышки с усилием. Покрытие равномерное со средней величиной сообцающихся пар

Из крышки изложницы сильная струя пара без ощутимых включений наносимого покрытия. Покрытие равномерное с крупной сообщающейся паристостью

Из крынки очень сильная струя пара с частицами наносимого состава. Примерно чОФ поверхности изложницы без покрытия

1724427

Т а б л и ц а 3

Качество поверхностной пористости заготовки

Опыт

1 8,0

8,5

Равномерная пористость, полная пропитка пористого покрытия без разрушения металлом

9,0

Заготовка имеет равномерную поверхностную пористость с полной пропиткой пор и Поднутрений

9,5

5 10,0

В месте падения струи металла на поверхности заготовки монолитный поясок в результате смыва покрытия

40

50

Составитель Н.Ромашова

Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Н.Гунько

Заказ 1137 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Скорость вращения изложницы при заливке металла, (nod) ° 10

Равномерная пористость, но без заполнения глуооких поднутрений, выступы, формирующие пористую поверхность, округлые, что свидетельствует о неполной пропитке покрытия

Заготовка имеет равномерную поверхностную пористость. Смыва и разрушения покрытия металлом нет