Способ получения отливок с ориентированной структурой

 

Использование: для производства крупногабаритных лопаток газотурбинных двигателей энергетического, судового и авиационного машиностроения для повышения точности и качества крупногабаритных отливок с ориентированной структурой. Сущность: оболочковую форму заполняют металлов во время погружения в расплав, и уровень металла в форме поддерживается близким к уровню металла с внешней стороны формы. Такое решение позволяет уравнять металлостатическое давление на внутреннюю и наружную часть оболочки формы, тем самым исключив его влияние, и обеспечить одновременный прогрев обояочки снаружи и изнутри, что уменьшает искажение размеров рабочей полости формы за счет поперечных термических напряжений ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 О 27/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4906408/02 . (22) 02.11.90 (46) 30,03,93, Бюл, N 12 (71) Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов

"П рометей" (72) В, Н. Ребонен, Ю, А. Поваров, А, Г, Терещенко, В, В. Корякин и Н. Л, Лебедев (73) В, Н, Ребонен (56) Патент США N3584676,,кл. В 22 D

25/06, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК С

ОРИЕНТИРОВАННОЙ СТРУКТУРОЙ (57) Использование: для производства крупногабаритных лопаток газотурбинных двигателей энергетического, .судового и

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству литых лопаток газотурбинных двигателей методом направленной кристаллизации, Целью изобретения является повышение точности и качество крупногабаритных отливок с ориентированной структурой.

Поставленная цель достигается тем, что оболочковую форму заполняют металлом во время погружения в расплава и уровень металла в форме поддержи ва ют близ ким к уровню металла с внешней стороны формы.

Такое решение позволяет уравнять металлостатическое давление на внутреннюю и наружную часть оболочки формы, тем самым исключив его влияние, а также обеспенить одновременный прогрев оболочки снаружи и изнутри, что уменьшает искажение размеров и конфигурацию-рабочей по„„Я2 „„1806045 А3 авиационного машиностроения для повышения точности и качества крупногабаритных отливок с ориентированной структурой.

Сущность; оболочковую форму заполняют металлом во время погружения в расплав, и уровень металла в форме поддерживается близким к уровню металла с внешней стороны формы. Такое решение позволяет уравнять металлостатическое давление на внутреннюю и наружную часть оболочки формы, тем самым исключив его влияние, и обеспечить одновременный прогрев обо- лочки снаружи и изнутри, что уменьшает искажение размеров рабочей полости формы зэ счет поперечных термических напряжений. лости формы зэ счет поперечных термических напряжений, повышает точность и качество отливок.

Уменьшение влияния вертикальных термических напряжений достигают регламентацией скорости погружения в расплав в пределах 5-50 ммl мин.

Скорость погружения устанавливается экспериментально в зависимости от толщины оболочки. Превышение оптимальной скорости погружения приводит к появлеwe термических трещин в оболочке. Занижение скорости погружения приводит к снижению производительности операции.

Наиболее щадящие условия работы формы обеспечиваются при скорости погружения, соответствующей скорости прогрева оболочки, Экспериментально установлено, что при толщине 3 мм сохранность оболочки

1В06045 соответствуют требованиям к литью по выплавляемым моделям, Структура ориентированная по всей длине лопаток.

Аналогичные опыты проводились по способу прототипу. Из 10 форм, использованных под заливку, только по одной получение отливки, соответствующей техническим требованиям; из четырех форм металл вытек по трещинам, пять отливок имели утоненную на 1-1,5 мм среднюю часть.

Использование способа позволяет уменьшить по сравнению с прототипом трудоемкость обработки отливок, что сокращает время изготовления и повышает выход годных отливок, обеспечивается при скорости погружения до 50 мм/мин, при толщине оболочки 10 мм — до 5 мм/мин, Толщина оболочки 3-10 мм обеспечивается нанесением определенного количества слоев огнеупорного покрытия и принята в серийном производстве литья llo выплавляемым моделям из условия необходимой прочности и жесткости оболочки зконамической целесообразности.

Заполненную металлом форму извлекают из расплава q регламентированной скоростью, при которой в затвердевающем металле образуется регламентированная

- структура.

Предлагаемый способ использован при 15 изготовлении пластин из сплава ЧС-70 ВИ толщиной 7 мм, шириной 40 мм и высотой

400 мм. Толщина злектрокорундовой оболочки, изготовленной по выплавляемым мо-: делям, составляла 6 мм, Расплав, в который 20 погружали форму — сплав ЧС вЂ” 70 ВИ, нагретый до 1500 С, Заливку формы производили сверху через воронку с дозированным отверстием диаметром 2 мм. Скорость погружения составляла 40 мм/мин. Соотношение скорости погружения 40 мм/мин и заливки через дозирующее отверстие диаметром 2 мм обеспечило примерно одинаковый уровень металла внутри формы и вне ее. Извлечение формы из расплава производили со 30

-скоростью 8 ммlмин.

Полученные отливки подвергались изучению качества поверхности, контролю размеров и исследованию макроструктуры.

Крнтролем установлено, что все 12 отли- 35 вок по качеству поверхности и размером

Формула изобретения

Способ получения отливок с ориентированной структурой, включающий изготовление тонкостенной оболочковой формы по выплавляемым моделям, нагрев ее в расплаве путем погружения до температуры выше температуры зэтвердевания заливаемого металла, заполнение формы металлом, извлечение заполненной формы из расплава и кристаллизацию металла, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и качества крупногабаритных отливок, заполнение формы металлом осуществляют во время нагрева формы при погружении в расплав; причем уровень металла в форме поддерживают близким к уровню расплава, э погружение осуществляют со скоростью 5-

50 мм/мин, Составитель В,Ребонен

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор З.Ходакова

Корректор Н.Ревская

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

Заказ 958 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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