Спосіб лиття заготівок

1. Спосіб лиття заготівок, що включає заповнення порожнини ливарної форми порцією розплаву та його кристалізацію, який відрізняється тим, що порцію розплаву під час перебування в передкристалізаційному стані обробляють віброгідроімпульсами, після чого його заливають в форму-капсулу, яку поетапно охолоджують шляхом занурення у воду, при цьому на першому етапі швидкість занурення становить 2-5 см/с на глибину 0,1-0,2 висоти рівня розплаву в формі-капсулі, на другому - 15-25 см/с до 0,8-0,9 висоти рівня. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що форма-капсула виготовлена із металевої фольги. (19) (21) a201006903 (22) 04.06.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) ГОЛОВАЧЕНКО ВІКТОР ПЕТРОВИЧ, БОРИСОВ ГЕОРГІЙ ПАВЛОВИЧ, ВЕРНИДУБ АНАТОЛІЙ ГРИГОРОВИЧ, ДУКА ВІТАЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) SU 84763 A1, 1967 БИ №9 SU 535138 A1, 15.11.1976 BY 10609 C1, 20.06.2008 US 5368089 A, 29.11.1994 3 94861 В зв'язку з тим, що поверхнева кірка утворюється нерівномірно і для її виймання необхідні певні технологічні ухили, це призводить до відхилення геометрії заготівки від циліндричної форми. Недоліком цього способу одержання заготівок також є значні капітальні витрати по створенню ливарної машини, що здорожує процес. В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача створення способу лиття заготівок, в якому шляхом обробки розплаву та використання форм-капсул спрощується процес їх виготовлення. Поставлена задача вирішена тим, що спосіб лиття заготівок включає заповнення порожнини ливарної форми розплавом, порцію якого в передкристалізаційному стані, згідно з винаходом, обробляють віброгідроімпульсами, після чого його заливають в форму-капсулу, яку поетапно охолоджують шляхом занурення у воду, при цьому на першому етапі швидкість занурення становить 2-5 см/с на глибину 0,1-0,2 висоти рівня розплаву в формі-капсулі, на другому - 15-25 см/с до 0,8-0,9 висоти рівня. До особливостей способу належить те, що форма-капсула виготовляється із металевої фольги. Обробка порції розплаву, що знаходиться в передкристалізаційному стані, віброгідроімпульсами, які генерує ексцентриковий ротор, дозволяє додатково одержати велику кількість зародків кристалів, які утворюються як на його поверхні, так і в об'ємі порції розплаву. Це призводить до зміни процесу кристалізації та утворення недендритної структури. Поетапне охолодження форми капсули з розплавом шляхом занурення у воду має наступні цілі. На першому етапі занурення форми у воду зі швидкістю 2-5 см/с на глибину 0,1-0,2 висоти рівня розплаву забезпечує охолодження нижньої частини виливка та його живлення верхніми більш розігрітими шарами розплаву, що формує нижню частину виливка високої якості. Одночасно, завдяки тепломасопереносу між нижньою та верхньою частинами виливка, а також охолодженню верх Комп’ютерна верстка М. Ломалова 4 ньої частини за рахунок пари, що утворюється при зануренні форми-капсули, створюються умови для збільшення центрів кристалізації та формування недендритної структури. На другому етапі висока швидкість занурення, 15-25 см/с до 0,8-0,9 висоти рівня розплаву, остаточно формує якісний виливок. Форма-капсула може бути виготовлена із алюмінієвої, мідної та іншої фольги в залежності від металу, що заливається. Випробування нового способу лиття проводили із застосуванням доевтектичного сплаву АК7, порцію якого обробляли ексцентриковим графітовим ротором, який створює віброгідроімпульси (f = 80 Гц, А = 1 мм) в розплаві. Обробку проводили при температурі Тл + (5-20)°С протягом 5-7с, після чого заливали в форму-капсулу ( 16120 мм), яку охолоджували шляхом занурення у воду. Одержані виливки не мали газової пористості, а також концентрованої раковини. Була одержана недендритна структура. Межа міцності загартованих виливків становила 250-270 МПа, при 4-6% відносного подовження. Також були отримані виливки  30100 мм із цинкового сплаву ЦА4М1 та латуні ЛЦ40Сд із застосуванням форм-капсул, виготовлених із трьох прошарків алюмінієвої та мідної фольги відповідно. При цьому, внутрішню поверхню форми із мідної фольги покривали окисом цинку товщиною 0,10,2 мм. За рахунок наявності оксидної плівки алюмінієвої фольги, вона не приварюється до виливка, та забезпечує її стійкість до високих температур. Досягнута межа міцності зразків, виготовлених із загартованих виливків, із ЦАМ4М – 280 МПа, ЛЦ40Сд – 200 МПа. Заявлений спосіб лиття дозволяє виготовляти заготівки із різних металів та сплавів високої якості, за рахунок використання форм-капсул із фольги та високих швидкостей охолодження металу. Він легко адаптується до потреб виготовлення заготівок та виливків в умовах штучного та серійного виробництва. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601