RU2123908C1 - Method of producing castings with oriented crystallization - Google Patents
Method of producing castings with oriented crystallization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123908C1 RU2123908C1 RU97105279/02A RU97105279A RU2123908C1 RU 2123908 C1 RU2123908 C1 RU 2123908C1 RU 97105279/02 A RU97105279/02 A RU 97105279/02A RU 97105279 A RU97105279 A RU 97105279A RU 2123908 C1 RU2123908 C1 RU 2123908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- alloy
- chill mold
- temperature
- melting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области литейного производства, в частности к способу получения отливок на медной основе в кокиль. The invention relates to the field of foundry, in particular to a method for producing copper-based castings in a chill mold.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения отливок, включающий подогрев кокиля, заливку сплава через литниковую систему в виде воронки со стояком на медный кристаллизатор, являющийся основанием, и последующее охлаждение сплава путем отвода тепла от формы с использованием циркулирующего хладагента, например, воды при t=8-14oC.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for producing castings, including heating the chill mold, pouring the alloy through the gate system in the form of a funnel with a riser to the copper crystallizer, which is the base, and subsequent cooling of the alloy by heat removal from the mold using circulating refrigerant, for example, water at t = 8-14 o C.
Однако этот способ не позволяет получить заготовки объемных отливок без микрорыхлот, надрывов и других дефектов литья, поскольку:
- используемая литниковая система не обеспечивает плавного и равномерного заполнения кокиля жидким сплавом по всему зеркалу заливаемой поверхности:
- кристаллизатор не создает равномерного температурного поля по рабочей поверхности, что может привести к образованию многоэтажных "мостов" из дендритов и, как следствие, образованию зон микрорыхлот;
- циркулирующая в кристаллизаторе вода при t=8-14oC не исключает возникновения и роста столбчатой зоны кристаллизации в центре дна кокиля из-за относительно низкой теплопроводности воды.However, this method does not allow to obtain blanks of volumetric castings without micro-slots, tears and other casting defects, because:
- the gating system used does not provide a smooth and uniform filling of the chill mold with liquid alloy over the entire mirror of the cast surface:
- the mold does not create a uniform temperature field along the working surface, which can lead to the formation of multi-storey "bridges" of dendrites and, as a result, the formation of microrough zones;
- the water circulating in the mold at t = 8-14 ° C does not exclude the occurrence and growth of a columnar crystallization zone in the center of the bottom of the mold due to the relatively low thermal conductivity of water.
Технический результат, который может быть достигнут от использования данного технического решения, заключается в повышении качества отливок из сплава, преимущественно на медной основе, путем уменьшения микрорыхлоты, ликвидации трещин и др. дефектов. The technical result that can be achieved by using this technical solution is to improve the quality of alloy castings, mainly on a copper basis, by reducing microflow, eliminating cracks and other defects.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения отливок с направленной кристаллизацией, включающем нагрев кокиля, заливку в него сплава через литниковую систему и последующее охлаждение кокиля с отливкой путем отвода тепла от кокиля с использованием циркулирующего хладагента, заливку ведут с возможностью равномерного заполнения кокиля по всему зеркалу заливаемого сплава, для отвода тепла от донной части дополнительно используют теплоаккумулирующий элемент, например, легкоплавкий сплав с температурой плавления, превышающей на 20-30oC температуру нагрева кокиля, а охлаждение ведут водой, имеющей температуру 50-60oC.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of producing castings with directional crystallization, including heating the chill mold, pouring the alloy into it through the gating system and then cooling the chill mold with casting by removing heat from the chill mold using circulating refrigerant, the casting is carried out with the possibility of uniform filling a chill mold over the entire mirror of the alloy being poured, to remove heat from the bottom, an additional heat storage element is used, for example, a low-melting alloy with temperatures nd melting exceeding 20-30 o C at the heating temperature of the mold, and the cooling water lead having a temperature of 50-60 o C.
Получение отливок с направленной кристаллизацией осуществляется следующим образом. Obtaining castings with directed crystallization is as follows.
Кокиль устанавливают на медный кристаллизатор, служащий кокилю основанием, в котором для обеспечения равномерного фронта кристаллизации отливки предусмотрены расположенные последовательно одна под другой две камеры, верхняя из которых заполнена теплоаккумулирующим легкоплавким сплавом, а нижняя предназначена для циркуляции воды. The chill mold is mounted on a copper mold, which serves as the mold for the mold, in which two chambers are arranged successively one below the other to ensure a uniform crystallization front of the casting, the upper of which is filled with a heat-accumulating low-melting alloy, and the lower one is used for water circulation.
Для получения отливок из сплавов на основе меди температура плавления теплоаккумулирующего сплава должна находиться в пределах 490-550oC, поскольку при использовании легкоплавкого сплава с температурой плавления ниже 490oC происходит увеличение его объема и, как следствие, увеличение затрат на производство, а при использовании легкоплавкого сплава с температурой плавления выше 550oC снижается эффект по созданию равномерного фронта кристаллизации.To obtain castings from copper-based alloys, the melting temperature of the heat-accumulating alloy should be in the range of 490-550 o C, since when using a low-melting alloy with a melting temperature below 490 o C, its volume increases and, as a result, an increase in production costs, and when the use of fusible alloy with a melting point above 550 o C reduces the effect of creating a uniform crystallization front.
Кокиль и кристаллизатор подогревают до температуры на 20-30oC ниже температуры плавления теплоаккумулирующего легкоплавкого сплава. Иначе теплопоглощение легкоплавким теплоакумулирующим сплавом в полном объеме не реализуется, т. к. наибольшее поглощение тепла происходит при плавлении теполоаккумулирующего легкоплавкого сплава.The chill mold and the mold are heated to a temperature of 20-30 o C below the melting temperature of the heat-accumulating fusible alloy. Otherwise, heat absorption by the low-melting heat-accumulating alloy is not fully realized, since the greatest heat absorption occurs when the heat-accumulating low-melting alloy is melted.
После нагрева кокиля осуществляют заливку в него жидкого сплава на основе меди через перемещающийся стояк с воронкой, который на конце имеет насадку, обеспечивающую равномерное и спокойное (без разбрызгивания) заполнение сплава по всей площади жидкого металла в кокиле. Одновременно с момента начала заливки сплава осуществляют подачу воды в кристаллизатор, которая имеет температуру 50-60oС, так как при этой температуре вода обладает наибольшей теплопроводностью, что позволяет обеспечить в сочетании с плавящимся легкоплавким сплавом наиболее интенсивный отвод тепла от донной части кокиля. Благодаря этому кристаллизация жидкого сплава со стороны донной части происходит с большей скоростью, чем со стороны боковых стенок кокиля, образуя при этом равномерный последовательный рост кристаллов как со стороны донной части, так и боковых стенок кокиля, что исключает возникновение "мостов" из столбчатых дендритов и, тем самым, возможность возникновения микрорыхлот и других литейных дефектов в отливках.After heating the chill mold, a copper-based liquid alloy is poured into it through a moving riser with a funnel, which at the end has a nozzle that ensures uniform and quiet (without splashing) alloy filling over the entire area of the liquid metal in the chill mold. At the same time, from the moment the alloy is poured, water is supplied to the mold, which has a temperature of 50-60 ° С, since at this temperature the water has the highest thermal conductivity, which allows providing the most intense heat removal from the bottom of the chill mold in combination with a melting low-melting alloy. Due to this, the crystallization of the liquid alloy from the bottom part occurs at a faster rate than from the side walls of the chill mold, thus forming a uniform sequential growth of crystals from both the bottom part and the side walls of the chill mold, which eliminates the appearance of “bridges” from columnar dendrites and , thereby, the possibility of micro-slots and other casting defects in castings.
Пример конкретного выполнения
Для получения отливок с размерами d=140 мм и l=150 мм была использована оловянисто-свинцовая бронза Бр010С2Н3 с высокими требованиями по плотности, а в качестве теплоаккумулирующего элемента был использован легкоплавкий сплав с температурой плавления 490oC и объемной энергоемкостью 805-840 кал/см3, следующего состава, вес.%:
медь - 15 - 30
цинк - 20 - 25
кремний - 5 - 12
никель - - 2
железо - 0,03 - 1,5
алюминий - остальное
Кокиль и кристаллизатор, предварительно покрашенные в холодном состоянии коллоидным графитом, перед заливкой были нагреты до температуры 460oC.Concrete example
To obtain castings with dimensions d = 140 mm and l = 150 mm, tin-lead bronze Br010С2Н3 with high density requirements was used, and a low-melting alloy with a melting point of 490 o C and a volumetric energy consumption of 805-840 cal / was used as a heat storage element. cm 3 of the following composition, wt.%:
copper - 15 - 30
zinc - 20 - 25
silicon - 5 - 12
nickel - - 2
iron - 0.03 - 1.5
aluminum - the rest
The chill mold and mold, pre-painted in the cold state with colloidal graphite, were heated to a temperature of 460 o C. before pouring.
После нагрева кокиля в кристаллизатор была подведена вода с температурой 55oC и одновременно произведена заливка в кокиль жидкой бронзы при температуре 1170oC через подогретый перемещающийся стояк с воронкой, оканчивающийся керамической "дождевой" насадкой, обтянутой стеклотканью, обеспечивающей равномерное заполнение объема кокиля по всему зеркалу сплава.After heating the chill mold, water with a temperature of 55 o C was supplied to the mold and at the same time pouring liquid bronze into the chill mold at a temperature of 1170 o C through a heated moving riser with a funnel ending in a ceramic "rain" nozzle covered in fiberglass, ensuring uniform filling of the chill volume throughout alloy mirror.
Закристаллизовавшаяся отливка была извлечена из кокиля, охлаждена и подвергнута полному металлургическому исследованию. The crystallized cast was extracted from the chill mold, cooled and subjected to a complete metallurgical study.
Исследование показало, что отливка по всему объему имеет плотную структуру без наличия литейных дефектов и удовлетворяет техническим требованиям чертежа. The study showed that the casting throughout the volume has a dense structure without the presence of casting defects and meets the technical requirements of the drawing.
Полученные данные свидетельствуют (см. сравнительную таблицу) о том, что заявленное техническое решение обеспечивает получение качественного литья при соблюдении пределов технологического процесса. The data obtained indicate (see the comparative table) that the claimed technical solution provides high-quality casting while observing the limits of the technological process.
Сопоставительный анализ результатов исследования отливок из бронзы (Бр010С2Н3), отлитых известным и предложенным способами, показал, что предложенный способ обеспечивает высокое качество по плотности объемных отливок за счет исключения зон с микрорыхлотами и другими литейными дефектами в толще отливки. A comparative analysis of the results of the study of bronze castings (Br010C2H3), cast by known and proposed methods, showed that the proposed method provides high quality in density of volume castings by eliminating zones with microroughs and other casting defects in the thickness of the casting.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97105279/02A RU2123908C1 (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Method of producing castings with oriented crystallization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97105279/02A RU2123908C1 (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Method of producing castings with oriented crystallization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2123908C1 true RU2123908C1 (en) | 1998-12-27 |
RU97105279A RU97105279A (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=20191529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97105279/02A RU2123908C1 (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Method of producing castings with oriented crystallization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2123908C1 (en) |
-
1997
- 1997-04-02 RU RU97105279/02A patent/RU2123908C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106825469B (en) | Methods of reducing superheat inside cast metal | |
HU223682B1 (en) | Semi-solid casting of metallic alloys | |
CN209811157U (en) | Pouring system for complex castings | |
CN1994623B (en) | Semi-continuous casting device and method for 7xxx aluminium | |
CN102658359A (en) | Casting method for copper and copper alloy cast ingots | |
RU2123908C1 (en) | Method of producing castings with oriented crystallization | |
US1892044A (en) | Method of casting ingots | |
CN112108621A (en) | Semi-continuous casting device | |
CN108994269B (en) | Grain refining method based on grain refining device for semi-continuous casting of aluminum alloy | |
JPH08318349A (en) | Production of casting metallic billet and producing apparatus thereof | |
US5236033A (en) | Method for producing a body from a material susceptible to thermal cracking and casting mold for executing the method | |
CN115609013B (en) | A method for refining the structure of hypoeutectic cast aluminum-silicon alloy | |
US2264457A (en) | Method of casting composite metals | |
US2264456A (en) | Method of casting metals | |
RU1677929C (en) | Apparatus for cooling aluminium alloy before crystallizer | |
RU2081719C1 (en) | Method of ingots production | |
CN106378439B (en) | A kind of two-way horizontal directional freeze method and device | |
SU1016060A1 (en) | Apparatus for investment casting by directional solidification | |
SU1565576A1 (en) | Method of producing castings | |
RU97105279A (en) | METHOD FOR PRODUCING CASTING WITH DIRECTED CRYSTALLIZATION | |
RU2000127442A (en) | METHOD FOR PRODUCING CASTINGS WITH SINGLE-CRYSTAL STRUCTURE AND PRODUCT OBTAINED BY THIS METHOD | |
SU1724431A1 (en) | Method of making casting mold | |
SU806241A1 (en) | Method of centrifugal casting of bimetallic works | |
SU1011329A1 (en) | Method of continuous horizontal casting of metal and alloys | |
JPH1177240A (en) | Casting metallic mold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050403 |