Ливникова система для виготовлення виливків з диференційованими структурою і властивостями з одного вихідного (базового) розплаву

1. Ливникова система для виготовлення виливків з диференційованими структурою і властивостями з одного вихідного (базового) розплаву, що включає ливникову чашу або лійку (воронку), стояк, зумпф і канали підведення розплаву в порожнину ливарної форми, у складі яких передбачена проміжна проточна реакційна камера, у яку завантажують розрахункову кількість подрібненого (зернистого, гранульованого або порошкового) модифікатора, лігатури або іншої присадки для внутрішньоформової обробки розплаву, яка відрізняється наявністю автономних відгалужень, які забезпечують підведення розплаву в різні частини порожнини форми, в складі кожного з них на шляху руху розплаву до відповідної частини виливка U 2 (19) 1 3 ливникової чаші або воронки (лійки), стояка, зумпфа і каналів, які забезпечують підведення розплаву в порожнину ливарної форми, у складі яких передбачена проміжна проточна реакційна камера, у яку завантажують розрахункову кількість подрібненого (зернистого, гранульованого, або порошкового) модифікатора, лігатури або іншої присадки для внутрішньо-формової обробки розплаву. В основу корисної моделі поставлена задача створення конструкції ливникової системи, яка при заливанні ливарної форми забезпечувала б можливість виготовлення з одного вихідного (базового) розплаву виливків с диференційованими структурою і властивостями в різних їх частинах, у тому числі відмінних від структури і властивостей вихідного (базового) розплаву. Поставлена задача вирішується тим, що ливникова система для виготовлення виливків із диференційованими структурою і властивостями з одного вихідного (базового) розплаву поряд із загальними ливниковою чашею або воронкою (лійкою), стояком, зумпфом і каналами, які забезпечують підведення розплаву в порожнину ливарної форми, у складі яких передбачена проміжна проточна реакційна камера, у яку завантажують розрахункову кількість подрібненого (зернистого, гранульованого, або порошкового) модифікатора, лігатури або іншої присадки для внутрішньоформової обробки розплаву, має окремі відгалуження, які забезпечують підведення розплаву в різні частини порожнини форми, при цьому в складі каналів кожного з цих відгалужень на шляху руху базового розплаву до відповідної частини виливка передбачені проточні реакційні камери з розміщеними в них різними за функціональним призначенням і дією на розплав порошковими, зернистими, гранульованими, або брикетованими модифікаторами, лігатурами, або іншими присадками для диференційованої внутрішньо-формової обробки розплаву (модифікування, легування і т. і.), який поступає в різні частини виливка. Диференційована внутрішньо-формова обробка розплаву в каналах окремого відгалуження загальної розгалуженої ливникової системи внаслідок легуючої або модифікуючої дії присадки або окремих її компонентів (хімічних елементів або речовин), призводить до формування іншої структури, а, отже, до зміни властивостей металу, що заповнює відповідну частину виливка, у порівнянні з вихідним (базовим) розплавом, завдяки чому досягається відмінність (диференціація) властивостей металу в різних частинах виливка. Суть корисної моделі ілюструють фігури 1, 2 і 3, де зображена пропонована ливникова система для отримання в разовій ливарній формі з одного вихідного (базового) розплаву виливка 14 із диференційованими структурою і властивостями в різних його частинах (боковинах) (правій і лівій). Заливання ливарної форми здійснюється базовим (вихідним) розплавом через канали розгалуженої ливникової системи із загальними ливниковою чашею (воронкою) 1, стояком 2, зумпфом 3 і автономними двома відгалуженнями (правим і лівим), які забезпечують підведення розплаву відповідно 51879 4 в праву і ліву частини (боковини) виливка (порожнини форми). У складі каналів правого відгалуження ливникової системи разом зі сполучними каналами 4 і 5, шлаковловлювачем 7 і живильником 8, на шляху руху рідкого металу до правої частини (боковини) виливка передбачена перша проміжна проточна реакційна камера 6 для розміщення першої дрібнодисперсної порошкової, зернистої, гранульованої або брикетованої модифікуючої, легуючої або іншої присадки для внутрішньо-форменої обробки розплаву, який направляється в праву частину (боковину) ливарної форми під час заливання Ліве відгалуження ливникової системи, яке складається із сполучних каналів 9 і 10, шлаковловлювача 12 і живильника 13, має проміжну проточну реакційну камеру 11, в якій розміщується друга, інша за призначенням і дією на розплав в порівнянні з першою дрібнодисперсна порошкова, зерниста, гранульована або брикетована модифікуюча, легуюча або інша присадка, забезпечує підведення розплаву, який в реакційній камері 11 пройшов внутрішньо-формову обробку, до лівої частини виливка 14. Пропонована ливникова система може застосовуватися для виготовлення виливків із диференційованими структурою і властивостями в різних їх частинах із будь-яких сплавів із внутрішньоформовою обробкою розплаву будь-якими порошкоподібними, зернистими, гранульованими, або брикетованими присадками, у тому числі для виробництва виливків із використанням технології графітизуючого, карбідостабілізуючого і сфероїдизуючого модифікування чавуну в ливарній формі. Розглянемо використання пропонованої ливникової системи на прикладі отримання двобічного чавунного виливка типу горизонтальної плити з розмірами 230*200*10 мм з - подібним перегином (Фіг. 4), одна (ліва) частина якого повинна мати структуру і властивості твердого зносостійкого білого чавуну, тоді як інша (права) частина виливка виконується з високоміцного чавуну з кулястим графітом. Заливання ливарної форми здійснювали базовим (вихідним) чавуном, близького до евтектичного складу, схильним до кристалізації з графітизацією відповідно до стабільної діаграми стану залізовуглець, через канали ливникової системи (Фіг. 1,2,3) із загальними ливниковою чашею 1, стояком 2 і зумпфом 3 і автономними двома відгалуженнями (правим і лівим), які забезпечують підведення розплаву відповідно в праву і ліву частини (боковини) виливка (порожнини форми). Через канали 4,5,6 ,7 і 8 правого відгалуження ливникової системи в праву частину плити поступав розплав, який проходив внутрішньо-формову обробку першою зернистою модифікуючою присадкою, розміщеною в проміжній реакційній камері 6. Вихідний (базовий) розплав, який по каналах 9,10,11,12 і 13 правого відгалуження загальної розгалуженої ливникової системи направлявся в ліву частину (боковину) плити, проходив внутрішньо-формову обробку іншою зернистою модифікуючою присадкою, розміщеною в другій проміжній реакційній камері 11 цього відгалуження. 5 У реакційну камеру 6 правого відгалуження ливникової системи поміщали графітостабілізуючий і сфероїдизуючий модифікатор - феросиліціймагнієвий сплав ФСМг7 з розмірами часток 1,0-2,5 мм, у реакційну камеру 11 лівого відгалуження ливникової системи - сфероїдизуючий і карбідостабілізуючий сплав НМг15 з такими ж розмірами часток. Кількість модифікуючих присадок, які розміщувались в окремих реакційних камерах 6 і 11 приймалася з розрахунку 1,5% від маси чавуну, що модифікувався. Температура заливання металу в ливарну форму складала 1450-1470°С. Базовий (вихідний) чавун близького до евтектичного складу (3,83%С; 0,64% Si; 0,42 %Мn; до 0,034 %Р; 0,022 %S, решта Fe) виплавляли в індукційній печі типу ІСТ-006. Заливання ливарної форми здійснювали ручним розливним ковшем конічного типу. Виливок тверднув і охолоджувався в ливарній формі, після чого проводилася його вибивка з форми. Після очищення одержаного виливка від формувальної суміші з нього вирізувалися зразки для дослідження структури, визначення хімічного складу і вимірювання твердості по Бринеллю. Як показали результати проведених експериментів, використання пропонованої ливникової 51879 6 системи для заливання порожнини ливарної форми горизонтальної плити з Л - подібним перегином забезпечує отримання з одного базового розплаву чавуну виливка з різною структурою і властивостями в різних його частинах. Так, у лівій частині (боковині) плити рідкий чавун евтектичного складу, модифікований у реакційній камері сплавом НМг15, кристалізується з вибіленням з незначною кількістю окремих включень кулястого графіту (Фіг.5 - не травлений мікрошліф, Фіг.6 - мікрошліф після хімічного травлення) і має твердість поверхні 410...420 НВ. У правій частині (боковині) плити після модифікування базового розплаву сплавом ФСМг7 кристалізується переважно перлітний чавун з кулястим графітом (Фіг.7 - не травлений мікрошліф, Фіг.8 - мікрошліф після хімічного травлення) твердістю 220-240 НВ. Джерела інформації 1. Дубицкий Г. М. Литниковые системы. - М. Свердловск: Машгиз, 1962. - 256 с. 2. McCaulay J.L. Production of nodulagraphite iron casting by the inmold-process. -Foundry trade journal, 1971, №4, p. 327-332, 335. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 51879 8 Підписне Тираж 26 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