close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335377

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 335 377
(13)
C1
(51) МПК
B22D 18/02
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007104891/02, 08.02.2007
(72) Автор(ы):
Караник Юрий Апполинарьевич (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
08.02.2007
(73) Патентообладатель(и):
Калашников Антон Анатольевич (UA)
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
R U
Адрес дл переписки:
630057, г.Новосибирск, ул. Энгельса, 23,
кв.6, Ю.А.Каранику
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЧНЫХ ОТЛИВОК В КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМАХ С
2 3 3 5 3 7 7
осуществл ют
жидкотвердым
расплавом,
содержащим центры кристаллизации. Форму
заполн ют расплавом, имеющим температуру ниже
температуры ликвидус, но не ниже температуры
нулевой жидкотекучести. Форму заполн ют
расплавом чистых металлов, модифицированным
малыми добавками тугоплавких модификаторов II
рода. Достигаетс повышение свойств отливок,
снижение энергоемкости процесса изготовлени отливок. 3 з.п. ф-лы.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области литейного
производства. Способ включает прокалку форм,
засыпку
керамических
форм
опорным
наполнителем, заполнение керамических форм
расплавом металла и затвердевание его в формах
под давлением. После прокалки формы охлаждают
до 150-300°С и засыпают в контейнере опорным
наполнителем. Заполнение керамических форм
Страница: 1
RU
C 1
C 1
КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
2 3 3 5 3 7 7
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: МЕДВЕДЕВ К.А. и др. Литье по
выплавл емым модел м с кристаллизацией под
давлением коррозионно-стойких сталей,
Литейное производство, 2006, №1, с.20-23. SU
204508 А, 20.10.1967. RU 2048955 C1,
27.11.1995. SU 1199442 A, 23.12.1985.
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 377
(13)
C1
(51) Int. Cl.
B22D 18/02
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007104891/02, 08.02.2007
(72) Inventor(s):
Karanik Jurij Appolinar'evich (RU)
(24) Effective date for property rights: 08.02.2007
(73) Proprietor(s):
Kalashnikov Anton Anatol'evich (UA)
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
R U
Mail address:
630057, g.Novosibirsk, ul. Ehngel'sa, 23,
kv.6, Ju.A.Karaniku
crystallisation. Mould is filled with melt that
has temperature below liquidus temperature, but
not below temperature of zero castability. Mould
is filled with melt of pure metals, which is
modified
with
low
additions
of
refractory
modifiers of II kind.
EFFECT: increase of ingot properties and
reduction
of
power
intensity
of
their
manufacturing process.
4 cl, 1 ex
R U
2 3 3 5 3 7 7
C 1
C 1
(57) Abstract:
FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method includes tempering of
moulds, filling of ceramic moulds with support
filler, filling of ceramic moulds with metal melt
and its hardening in moulds under pressure. After
tempering moulds are cooled down to 150 - 300°C and
filled with support filler in container. Filling
of ceramic moulds is carried out with liquidsolid
melt
that
contains
centers
of
Страница: 2
EN
2 3 3 5 3 7 7
(54) METHOD OF PRECISE INGOTS PRODUCTION IN CERAMIC MOULDS WITH PRESSURISED
CRYSTALLISATION
RU 2 335 377 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано в
литейном производстве при изготовлении точных отливок в керамических формах по
выплавл емым модел м с повышенными механическими свойствами металла на уровне
поковок и проката.
Известен способ изготовлени отливок в керамических формах с использованием
вакуума дл заполнени их расплавом и кристаллизацией отливок в формах под
атмосферным давлением (пат. SU № 704438, БИ №46, 1979).
Данный способ позвол ет получать точные отливки со свойствами металла в
соответствии с ГОСТ на литье.
Наиболее близким аналогом, прин тым за прототип, вл етс способ получени точных
отливок в керамических формах с кристаллизацией под давлением (К.А.Медведев,
Н.М.Чернов. «Литье по выплавл емым модел м с кристаллизацией под давлением
коррозионно-стойких сталей» // Литейное производство, 2006, №1, стр.20-23).
По этому способу керамические формы после прокалки при 950°С охлаждают до
комнатной температуры, заформовывают в контейнере опорным наполнителем, нагревают
до 500°С и заполн ют снизу перегретым над линией ликвидус расплавом металла (дл стали 12Х18Н9ТЛ при температуре 1470+10°C, температура начала затвердевани данной
стали 1425ч1440°С) и производ т выдержку под давлением до полного затвердевани отливок.
Данный способ имеет существенные недостатки:
- повышенный расход энергии на нагрев керамических форм перед заливкой расплава
металла,
- недостаточно высокие механические свойства металла отливок, уступающие
свойствам поковок и проката. Так, например, при получении отливок из данной стали с
пределом прочности на уровне поковок и проката относительное удлинение составл ет
всего 26% и уступает требовани м проката и поковок (40%), а относительное сужение
составл ет 50% вместо 55% по требованию на прокат и поковки.
Целью изобретени вл етс устранение отмеченных недостатков, а именно
уменьшение расхода энергии на подготовку керамических форм и повышение
механических свойств металла до уровн поковок и проката.
Поставленна цель достигаетс тем, что в способе изготовлени точных отливок,
включающем прокалку форм, засыпку керамических форм опорным наполнителем,
заполнение керамических форм расплавом металла и затвердевание его в формах под
давлением, керамические формы охлаждают до 150-300°С, а заполнение керамических
форм осуществл ют жидкотвердым расплавом, содержащим центры кристаллизации.
Нижний предел температуры установлен из условий отсутстви в керамических формах
влаги при заполнении их расплавом металла, а верхний предел - из условий
достаточности и экономии энергии. Это позвол ет устранить потери энергии на нагрев
керамических форм перед заливкой. Заливка расплава металла в более холодные
керамические формы позвол ет повысить скорость затвердевани в них металла и
измельчить зерно.
Следующее отличие способа состоит в том, что керамические формы заполн ют
расплавом при температуре ниже температуры ликвидуса, но не ниже температуры
нулевой жидкотекучести. Существенное измельчение зерна происходит при заполнении
форм жидкотвердым расплавом и за счет наличи в нем готовых центров кристаллизации,
таких как тверда фаза расплава. Например, отливки из стали 30ХГСЛ получают
вытеснением стали из камеры выжимани при температуре 1485°С±10 (температура
ликвидус стали 30ХГСЛ - 1495°С, температура ее нулевой жидкотекучести - 1475°С).
Следующее отличие способа состоит в том, что отливки из чистых металлов получают
из расплавов, модифицированных малыми добавками модификаторов II рода, в частности
наночастицами тугоплавких химических соединений типа нитридов, карбонитридов,
например TiCN, при температуре выше температуры начала кристаллизации. Например,
отливки из меди получают, модифициру ее наночастицами TiCN в количестве 0,05 вес.%.
Страница: 3
DE
RU 2 335 377 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Следующее отличие способа состоит в том, что керамические формы заполн ют
расплавом, содержащим тугоплавкие модификаторы, при температуре ниже температуры
ликвидус. Например, отливки из стали З0ХГСЛ получают вытеснением стали ниже
температуры 1495°С, модифицированной TiCN в количестве 0,05 вес.%.
Тугоплавкие наночастицы обеспечивают получение мелкого первичного зерна металла
отливок.
Мелкое зерно отливок и затвердевание их под давлением обеспечивает получение
механических свойств литого металла на уровне деформированного - поковок и проката, а
это позвол ет снизить вес существующих отливок на 10-30% за счет уменьшени толщины
стенок при сохранении их конструктивной прочности и переводить детали,
изготавливаемые из проката и поковок с низким коэффициентом использовани материала
(КИМ менее 0,5), на точные литые детали с КИМ более 0,9.
Пример осуществлени способа.
Точные отливки из стали 12Х18Н9ТЛ в керамических формах по выплавл емым
модел м изготавливают следующим образом.
После выплавки модельного состава оболочковые формы прокаливают в печи при
максимальной температуре 900-950°С, а после прокалки охлаждают их вместе с печью до
300°С. Прокаленные керамические формы засыпают в контейнере опорным наполнителем
(кварцевым песком) и направл ют подготовленный контейнер на установку лить выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД).
Лом низкоуглеродистой стали расплавл ют в индукционной печи по известной
технологии, затем ввод т необходимое количество ферросплавов, в том числе
низкоуглеродистый феррохром. Часть шихты ввод т в виде спрессованной стружки стали
12Х18Н9ТЛ, которую предварительно подвергают кратковременному азотированию дл образовани на ее поверхности сло нитридов хрома толщиной не более 0,1 мкм.
Необходимое количество титана ввод т также в виде спрессованной стружки,
предварительно прошедшей кратковременную нитроцементацию дл образовани тонкого
сло (менее 0,1 мкм) TiCN. При расплавлении подготовленной стружки в расплаве
образуютс тугоплавкие наночастицы из C2rN и TiCN.
Готовую сталь сливают из плавильной печи в разливочный ковш, а затем в
облицованную кварцевым песком камеру выжимани . Температура стали в камере
выжимани после заливки 1500°С. Залитую сталь выдерживают в камере выжимани до
падени температуры до 1440°С (температура начала кристаллизации) и вытесн ют
расплав в литейную форму с заданной скоростью с одновременным вакуумированием
формы дл лучшего заполнени расплавом тонких стенок отливки. При заливке
охлажденной ниже линии ликвидуса стали с готовыми центрами кристаллизации (тверда фаза стали 12Х18Н9ТЛ, наночастицы из Cr2N и TiCN) в холодную форму (имеющую
температуру менее 300°С) ускор етс кристаллизаци и измельчаетс зерно отливки.
После заполнени рабочих полостей форм расплавом вакуум отключают, в контейнер
подают сжатый газ под давлением 0,4-0,6 МПа и выдерживают до окончани затвердевани отливок.
Расплав стали, заполнивший рабочие полости формы, представл ет собой суспензию с
готовыми центрами кристаллизации, что обеспечивает объемное затвердевание,
измельчение зерна и химическую однородность металла отливки, кристаллизаци расплава в форме под давлением устран ет микропористость, а в комплексе эти два
параметра обеспечивают получение металла отливок на уровне поковок и проката.
После закалки отливок механические свойства стали составл ют: ?в>54
МПа, ?>40%, ?>50%, что полностью соответствует требованию ГОСТ на поковки и прокат.
КИМ отливок составл ет более 0,9.
Использование изобретени позвол ет получать точные отливки в керамических формах
по выплавл емым модел м со свойствами литого металла на уровне поковок и проката,
повысить долговечность машин, снизить вес существующих отливок до 30% при
сохранении их конструктивной прочности, переводить на литье детали, изготавливаемые
Страница: 4
RU 2 335 377 C1
из поковок и проката с низким коэффициентом использовани материала (менее 0,5),
снизить их себестоимость.
5
10
15
20
Формула изобретени 1. Способ изготовлени точных отливок в керамических формах с кристаллизацией под
давлением, включающий прокалку керамических форм, охлаждение керамических форм,
засыпку керамических форм в контейнере опорным наполнителем, заполнение
керамических форм расплавом под давлением и затвердевание расплава под давлением,
отличающийс тем, что керамические формы охлаждают до 150-300°С, а заполнение
керамических форм осуществл ют жидкотвердым расплавом, содержащим центры
кристаллизации.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что керамические формы заполн ют расплавом
при температуре ниже температуры ликвидуса, но не ниже температуры нулевой
жидкотекучести.
3. Способ по п.1, отличающийс тем, что керамические формы заполн ют расплавом
чистых металлов, модифицированным малыми добавками модификаторов II рода, в
частности наночастиц тугоплавких химических соединений типа нитридов, карбонитридов,
например TiCN, при температуре выше температуры начала кристаллизации.
4. Способ по п.1, отличающийс тем, что керамические формы заполн ют расплавом,
содержащим тугоплавкие модификаторы, при температуре ниже температуры ликвидус.
25
30
35
40
45
50
Страница: 5
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
70 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа