Керамическая литейная форма

ч г г г

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н-И--ИИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 527 243 (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 16.01.75 (21) 2097792/02 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 05.09,76 Бюллетень № 33 (4б) Дата опубликования описания 25.07.77 (61} М. Клз

В 22 С 9/00

В 22 С 3/00

Государственный комнтет

Совете Мнннстров СССР по делам нзооретеннй н открытнй (53) УДК 621,744.37:

: 62 1.7 4. 045 (088,8) В. М. Александров, Ю. П. Васин и В. А. Купаков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА

Изобретение относится к области питейного производства, в частности к изготовлению отливок из тугоплавких и химически активных металлов и сплавов.

Известна керамичс ская форма, выполненная из огнеупорных окислов (И 0т, ЫО„hhg0, 2.0,. АЕ,О, ЫЬ др), aozpra tx пироугперодом fQ .

Однако в связи с тем, что заливка тугоппавких и химически активных металлов, например титана, происходит в вакууме

11.10 мм рт.ст) при высоких температурах (2000оС), приводящих к прогреву стенки формы до 1600оС, пироуглерод вступает во взаимодействие со всеми огнеупорными окисламк, продукты которого, в свою очередь, реагируют с залитым метаплом, что приводит к образованию на поверхности отливок труднообрабатываемого видоизмененного поверхностного слоя повышенной твердости, склонного к трещинам, и депает их в ряде случаев непригодными дляпромышпенного испопьзования.

Наиболее известна керамическая форма, первый слой которой выпопнен из эпектрокорунда, а последующие — из других материалов, .а рабочим покрытием служит пирои итическнй углерод (2 ., Однако такая форма также не предотвращает загрязнения металла отливки продуктами реакций.

11елыо изобретения является уменьшение возможности взаимодействия пироугперода с огнеупорными окислами формы дпя повыщ щения качества отливок.

Йля этого промежуточное покрытие предпагаемой керамической формы выполнено из борида металла — элемента IV, U или

YI группы Периодической системы эпемен)5 тов, например борида титана, циркония, мопибдена, тантала, ниобия, гафния.

Промежуточное покрытие может быть выполнено и из карбидов этих металлов.

Qo температуры более 2000 С бориды и

20 карбиды во взаимодействие с углеродом не вступают и тем самым обеспечивают получение высококачественных отливок.

Применять карбиды без угперодистого покрытия, например, дня литья титана нель25 зя, так как в этом случае титан, выступая

527 243

Составитепь Т. Коропева

Редактор Е,, Братчикова Техред А, Богдан Корректор И Гоксич

Заказ 1440/10 Тираж 1003 Подписное

БНИИГИ Государствмпого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, уп. Проектная, 4 в роли восстановителя, образует карбиды титана, что дпя титановых сплавов недопустимо.

Бориды без углеродистого покрытия также могут вступить во взаимодействие, например, с титаном и растворяться в нем.

В связи с тем., что карбиды и бориды не взаимодействуют с угперодом, копичество угперода в форме может, быть минимапь ным (не более 1,5-2,5 вес. %).

При испопьзовании в качестве покрытия пироугперода карбидов и боридов можно снизить необходимое количество углерода в форме в 3 — 4 раза и тем самым повысить в 3,0 - 4,0 раза производительность про 15 цессов покрытии форм пироугперодом и уменьшить в 3- 4 раза расход углеродных и инертных газов.

Таким образом, для предотвращения вза имодействия углерода с материалом формы и получения высококачественных отливок внутренняя часть форм обязательно должна быть выполнена из материалов, не вступаю» щих во взаимодействие с угперодом.

Толщина внутреннего слоя формы, изго товпенного иэ карбидов или боридов, зависит и опредепяется топщиной стенки отпивок. Чем 1больше толщина стенки отливки, тем. толще должен быть внутренний слой, выпопненный из карбидов ипи боридов.

П р и м ь р 1. Формы дпя отпивох с топшин11й стенки 50 мм изготавпивапи по выппавпяемым моделям. Первые два слоя были выполнены из борида титана, а поспедующие - иэ эпектрокорунда„Формы подвергали процессу покрытия пироуглеродом.

Количество пироугперода, осажденного на форме, составляло 2,0 вес, % формы запивали сппавом ВТ-5Л в гарнисажно дуговой печи ВДЛ-5.

П р и м e p 2, Формы для ОтлиВОк с топщиной стенки 20 мм изготавливали по выппавляемым моделям. Первый спой бып выцопнен из карбида кремния, а посл дующие - иэ эпектрокорунда. На внутреннюю поверхность формы наносили пироугперод.

Количество пироугперода, осажденного на форме, составляло 2,3 - 2,5 вес.%.

Формы заливали сплавом ВТ - 5Л в гарнис ажнодуговой печи.

Метаппографический анализ подученных отливок показал полное отсутствие на их поверхности видоизмененного слоя новы-., -,. щенной твердости.

Форму па изобретения

Керамическая питейная форма дпя изготовления отливок из тугоппавких и химически активных металлов, содержащая последовательно распопоженные внешний слой иэ огнеупорных окислов, промежуточный слой и рабочее покрытие из пироугперода, а т и и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью повышения качества о1. явок путем уменьшения возможности взаимодействия пироуглерода с огнеупорными окислами формы, промежуточное покрытие выполнено из борида металла - элемента IY, Y unu VI группы Периодической системы элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3284862, кп. 22192, 1964 r, 2. Александров В. М. К вопросу взаи модействия пироуглерода с керамическими формами, Прогрессивные методы изготовления литейных форм". Челябинск, 1973, стр. 35-36.