Спосіб одержання фасонних відливків

Способ получения фасонных отливок, включающий подачу жидкого металла на вращающуюся формообразующую поверхность и его кристаллизацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что осуществляют подачу жидкого металла посредством перфорированного питателя, а скорость истечения расплава поддерживают постоянной за счет изменения давления наддува в полости питателя по закону Р = А(Нн - Н), где Н и Н н текущая и начальная высота столба расплава в питателе, А - константа. С > 4 Предполагаемое изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для получения высококачественных фасонных отливок в том числе и труб из металла, полученного методом вакуумирования или в вакуумно-индукционных, а> также электронно-лучевых печах. Известен способ (а.с. Ns 1271642) центробежного литья чугунных труб, заключающийся в том, что в изложницу, вращающуюся со скоростью 15-25% ниже расчетной величины, заливают жидкий металл. После заливки 1,5-2,5 длины изложницы ей сообщают продольное перемещение, скорость вращения увеличивают до расчетной и продолжают увеличивать на 1,5-3,5% на каждый метр продольного перемещения. Известен также способ (а.с. № 789225) центробежного литья чугунных труб, вклю чающий последовательную заливку раструбной и ствольной частей вращаемой изложницы, где заливку раструбной части производят при скорости вращения изложницы в 1,2-1,8 раз большей скорости вращения изложницы во время заливки ствольной части,. Недостатками способов являются: - химическая структурная неоднородность, обусловленная сепарацией расплава по удельному весу и наличием трех структурных зон; - неодинаковые условия затвердевания и охлаждения раструба и ствольной части трубы (металл раструба находится еще в жидком состоянии, когда ствольная часть трубы уже закристаллизовалась); - во время заполнения формы и некоторое время после него жидкий металл вращается с меньшей скоростью, чем изложница ю 14962 - результирующая сила, действующая на металл в процессе заполнения формы и кристаллизация изделия, периодически изменяется; - наличие продольных и реже попереч- 5 ных трещин. Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту является выбранный в качестве прототипа способ для литья труб вытягиванием из расплава (заяв- 10 ка Японии № 6422455), где жидкий металл из резервуара под давлением вытекает через верхнюю часть сопла на плиту, откуда центробежной силой отбрасывается к стенкам кристаллизатора и затвердевает. 15 Недостатком способа является наличие пор и неоднородность по толщине структуры формируемой трубы за счет того, что происходит окисление капли металла и интенсивная передача тепла излучением со 20 свободной поверхности движущейся капли металла, что приводит к затвердеванию части капель еще в полете, обусловливая этим появление пор при формировании изделия на стенке кристаллизатора, а также измене- 25 ние в процессе нанесения расстояния, пролетаемого каплями расплавленного металла, что приводит к изменению температуры поступающих на стенку кристаллизатора капель в процессе образования 30 изделий, обуславливая этим различную скорость кристаллизации и, следовательно, формирование неоднородной структуры. Задачей изобретения является разработка способа получения фасонных отливок 35 с высокой структурной и химической однородностью. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения фасонных отливок, включающем подачу жидкого 40 металла на вращающуюся формообразующую поверхность и его кристаллизацию, осуществляют подачу жидкого металла посредством перфорированного питателя," а скорость истечения расплава поддержива- 45 ют постоянной за счет изменения давления наддува Р в полости питателя по закону П = А (Нн - Н), где Н и Нн - текущая и начальная высота столба расплава в питателе; А - константа. Подача жидкого металла 50 посредством перфорированного питателя обеспечивает последовательное тонкопленочное затвердевание слоя с формированием мелкозернистой однородной структуры во всем объеме и прочным соединением 55 слоев. Однородность структуры фасонной отливки гарантируется поддержанием постоянной скорости нанесения расплава на формообразующую поверхность. Как известно, скорость вытекания жидкого металла из отверстия зависит от суммы ферростатического давления и давления наддува в полости питателя. Изменение давления наддува по вышеуказанному закону, обеспечивает постоянство суммарного давления и, следовательно, постоянство скорости истечения расплава из перфорированного питателя. Получают фасонные отливки с химической и структурной однородностью следующим образом. Исходную шихту загружают в тигель. Печь герметизируют, вакуумируют и при достижении рабочего давления в камере плавки включают схемы питания. Шихту расплавляют и выдерживают расплав для его очистки от газов и неметаллических включений. Затем нагрев выключают и наклоном тигля на 90° металл по металлопроводу подают в перфорированный тигель. После этого полость питателя изолируют от камеры и подают в нее инертный газ. Под действием ферростатического давления и давления наддува расплав вытекает через отверстия на вращающуюся поверхность, формообразующуюся поверхность, где он кристаллизуется. Изменение давления наддува по закону Р = А (Ни - Н) обеспечивает постоянную скорость истечения жидкого металла и, следовательно, однородность структуры фасонной отливки. П р и м е р . Получение трубной заготовки из серого чугуна 435 осуществляли на вакуумно-индукционной печи типа Тереус", оснащенной специальной технологической оснасткой. Получение трубной заготовки осуществляли в соответствии с описанием изложенным в данной заявке. Скорость вращения формообразующей поверхности вокруг оси составляет 600 об/мин, время пролета расплава до его осаждения на формообразующую поверхность - 0,025 с, скорость истечения расплава 2,96 м/с, скорость кристаллизации - 2,6 кг/с, начальная скорость охлаждения первого слоя 2-Ю4 к/с. Исследование распределения примесей по объему трубной заготовки, а также ее макро- и микроструктуры показало высокую степень однородности металла (см. таблицу). Кроме того установлено полное отсутствие в пределах разрешающей способности оптического микроскопа сульфидных и фосфидных включений, а также фосфидной эвтектики и пор. Применение заявляемого способа по сравнению с существующими позволит: 14962 1 Улучшить качество металла за счет высокой химической и структурной однородности. 2. Повысить служебные характеристики получаемых изделий (труб с раструбами, палые валы для ГТД и др.). Химический состав трубной заготовки Место отбора проб наружная верх поверхность середина трубы низ С 2,92 2,92 2,89 середина стенки трубы верх середина низ Концентрация ЭЛеменТОЕ», % 0,011 0,012 0,011 S Fe 0,010 0,008 0,006 основа 0,69 0,71 0,74 0,010 0,012 0,010 0,009 0,011 0,008 основа 1.11 1,09 1,09 0,70 0,72 0,74 0,012 0,013 0,013 0,011 0,009 0,010 основа 1,0-1,1 0,7-1,1 0,2 0,12 основа Мп р 1,10 1,09 1.11 0,78 0,71 0,75 2,91 2,90 2,92 1,10 1,11 ,06 внутренняя верх поверхность середина трубы низ 2,90 2,90 2,91 ГОСТ 1412-85 2,9-3,0 Упорядник Замовлення 4160 SI Техред М.Моргентал Коректор Н.Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП. Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101