BG65478B1 - Метод за леене в метална форма - Google Patents
Метод за леене в метална форма Download PDFInfo
- Publication number
- BG65478B1 BG65478B1 BG108978A BG10897804A BG65478B1 BG 65478 B1 BG65478 B1 BG 65478B1 BG 108978 A BG108978 A BG 108978A BG 10897804 A BG10897804 A BG 10897804A BG 65478 B1 BG65478 B1 BG 65478B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- cast
- metal
- casting
- mold
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Методът намира приложение в леярската практика заполучаване на отливки с лята структура и без всмукнатини, например, за отливането на млевни тела затопкови мелници. Методът се състои в запълване наметалната форма (1) с течен метал. Запълнената с течен метал форма (1) се задържа до образуването на кора, при което отливката (2) частично кристализира. Отливката (2) се изважда от металната форма (1) и леякът (6) се отрязва. Отливката (2) се поставя в пресформа (7), пресова се с налягане до 50 МРа, при което скоростта на пресоване е по-висока отскоростта на образуване на всмукнатина в отливката (2).
Description
Област на техниката
Изобретението се отнася до метод за леене в метална форма, по-специално за леене на метални топки за топкови мелници, които намират приложение в минната промишленост.,
Предшестващо състояние на техниката
Известен е метод за изработване на инструмент за горещо и студено пресуване и щамповане, при който нагретия метал с 50-120°С над температурата на ликвидуса запълва камерата за пресоване, след което буталото запълва пресформата с течен метал под налягане 100-200 МРа. Буталото се задържа 0,5-30 s до образуването на кора от кристализирал метал. След това буталото се вкарва в обема течен метал, предвиден като резервен над границите на отливката, при което скоростта на проникване набуталото е равна или малко превишаваща скоростта на кристализация на метала [1 ].
Известният метод води до образуване на газова порестост в детайла, поради невъзможността да бъде отстранен въздуха от течния метал.
Методът не може да се приложи при леенето на обикновени нисковъглеродни стомани поради високата им температура на топене, тесния интервал на кристализация и голямото свиване на обема на отливката и затова е приложим за тесен кръг стомани, предимно за инструментални стомани от рода на Р18, Р9М5К, Х12М, 5Х2НМВФ.
Методът изисква и високо номинално налягане от 100 до 200 МРа, което води до ниска издръжливост на пресформата.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се създаде метод за леене в метална форма, който да позволява получаване на отливки с повишени якостни и механични показатели, без да имат газова порестост и всмукнатини. Освен това да могат да се отливат, както нисковъглеродни и високовъглеродни стомани, така и чугуни при ниско номинално налягане.
Задачата е решена с метод за леене в метална форма, който се състои в това, че формата се запълва с течен метал под налягане от 100 до 200 МРа, металът се задържа до образуване на кора, след което се изважда от пресформата. Съгласно изобретението металът, отлят във формата се задържа до частично кристализиране и оформяне на кора с три фази - твърда, течнотвърда и течна фаза. След изваждане на така оформената отливка се изрязва леякът, като през това време се извършва допълнително охлаждане на отливката и промяна на фазите от кристализацията, като дебелината на твърдата фаза се повишава с 30-35%, а размерът на кората на течно-твърдата фаза се повишава за сметка на течната фаза. След това отливката се поставя в пресформа и се пресова под налягане до 50 МРа със скорост на пресоване, по-висока от скоростта на образуване на всмукнатини.
Предимство на метода, съгласно изобретението е, че кристализиралата отливка е с обем, по-голям от обема на отливката след пресоване. Въздухът при запълване на пресформата с течен метал има възможност за изплуване в леяка, с което е възможно да се премахнат условията за газовата порестост на отливката.
Друго предимство е, че методът позволява да се леят широк кръг стомани, както нисковъглеродни, така и високовъглеродни, а също така и чугуни.
Предимство е, че пресуването на отливката се осъществява с по-ниско номинално налягане до 50 МРа.
Освен това предимство е и премахването на всмукнатината в отливката, която е резултат от голямото съпротивление на металната форма срещу свиването на сплавта, с което се повишават якостните и механични показатели на отливката.
Описание на приложените фигури
Фигура 1 показва надлъжен разрез на металната форма, запълнена с течен метал;
фигура 2 - разрез на отливката след освобождаването й от металната форма и срязването на леяка;
фигура За - началото на формиране на отливката под повишено механично налягане в
65478 Bl пресформата (надлъжен разрез);
фигура 36 - окончателното формиране на отливката (надлъжен разрез).
Пример за изпълнение на изобретението
Съгласно изобретението, металната форма 1 се запълва с течен метал. Запълнената с течен метал форма 1 се задържа до образуването на кора, при което отливката 2 частично кристализира и се образуват твърда фаза 3, твърдотечна фаза 4 и течна фаза 5. Отливката 2 се изважда от металната форма 1 и леяка 6 се отрязва, като през това време тя се охлажда и фазите на кристализация се променят, при което дебелината на твърдата фаза 3 се повишава с 30-35%, а размера на твърдо-течната фаза 4 се повишава за сметка на течната фаза 5. Отливката 2 се поставя в пресформа 7, пресова се с налягане до 50 МРа, при което скоростта на пресоване е по-висока от скоростта на образуване на всмукнатина в отливката 2.
Използване на изобретението
Методът за леене в метална форма се осъществява по следния начин. Металната форма 1 (фиг. 1) се запълва с течен метал, със скорост, при която няма завихряния настопилката. Когато огледалото на метала по време на леенето е спокойно, то вероятността от увличане на въздухе минимално. При това положение диаметърът на леяка 6, в съчетание с оптимална обемна скорост на запълване на металната форма 1 позволява образувалите се газови включвания да изплуват и да се концентрират в зоната на леяка
6. За получаване на отливка 2 с определени термодинамични и физикомеханични свойства, се отчитат следните фактори: охлаждането на отливката 2 и прегряването на металната форма I да са с приблизително еднаква интензивност; увеличаването на количеството на кристализиращата фаза е съпроводено със значително изменение на температурите на повърхностите, участващи във взаимния топлообмен; особеностите при отделяне на топлината на кристализация, прегряването на метала, изменението на термичното съпротивление и температурния напор в междината между отливката 2 и металната форма 1. Това позволява да се намери оптимално конст руктивно и термодинамично решение на металната форма 1, за осъществяване на контролирана кристализация, която да оформи необходимите за следващите операции на процеса фази в отливката 2: твърда фаза 3, с минимална дебелина, но с достатъчни якостни показатели, за да се извади отливката 2 от металната форма 1; твърдо-течна фаза 4, в много тесен интервал и преобладаваща течна фаза 5.
След това отливката 2 се изважда от металната форма 1, леяка 6 се отрязва (фиг. 2), като за този кратък период става охлаждане на въздух и трите фази претърпяват изменения: температурата на външната повърхност на твърдата фаза 3 се повишава с 15-17%, а нейната дебелина нараства с 30-35% и се разширява интервала на твърдо-течната фаза 4, за сметка на течната фаза 5.
Отливката 2, имаща елипсовидна форма, се поставя в пресформата 7 (фиг. За), където тя се деформира до отливка 8 със сферична форма (фиг. 36). За да се получи, след пресоването, отливка 8 със сечение окръжност, е необходимо сечението на отливката 2 след леене да бъде елипса, като обемът на елипсоида е по-голям от обема на крайната сфера с величина равна на разликата между плътностите на отливката 2 и крайната отливка 8 плюс величината, получена от коефициентите на свиване през различните фази на кристализация. Отливката 2 се поставя между двете части на пресформата 7 и започва процеса пресоване, като необходимото номинално налягане не превишава 50 МРа. Под въздействие на приложеното налягане протича деформация на твърдата фаза 3 по периметъра на отливката 2 и нейното постепенно плътно прилягане към стената на пресформата 7. Вследствие на все по-плътния контакт между отливката 2 и пресформата 7, под въздействие на налягането се подобрява топлообмена, което води до стесняване на твърдо-течната фаза 4. При достигане на оптималното налягане контактът остава постоянен и температурата на ли квидуса започва да расте, което води до разширяване на твърдо-течната фаза 4. Поради високата интензивност на охлаждането и големият спад на температурата по сечение на отливката 2, характерът на кристализацията под повишено налягане е преобладаващо последователно-обемен. При това положение твърдата фаза 3 се намира във вид на безразлично ориентирани зърна и налягането дейст3
65478 Bl ва във всички направления. Компенсиране на свиването, в състояние на суспензия, става за сметка на общото свиване на твърдо-течната фаза 4. Оптималното налягане, при което не се образува всмукнатина, се определя от баланса на 5 силите, действащи на кристализиращата отливка, съпротивлението на приплъзване на материала на отливката 2 и скоростта на пресоване. След пълното затваряне на пресформата 7, повишеното налягане се поддържа до пълната кристализация на формираната отливка 8. Получената отливка 8 е с гладка повърхност, повишени механични и якостни показатели. Зоната на пластична деформация е само в повърхностния слой, като цяло отливката8 има плътналята структура, без всмукнатини.
Claims (1)
- Патентни претенции1. Метод за леене в метална форма, който 20 се състои в запълване на метална форма с течен метал под налягане от 100 до 200 МРа, задържане на метала до образуване на кора и изваждане на отливката от формата, характеризиращ се с това, че металът отлят във формата (1) се задържа до частично кристализиране на отливката (2) и оформяне на кора с три фази - твърда (3), течно-твърда (4) и течна фаза (5), след което така оформената отливка (2) се изважда и се изрязва леякът (6), като през това време се извършва допълнително охлаждане на отливката (2) и промяна на фазите от кристализацията, като дебелината на кората на твърдата фаза (3) се повишава с 30-35%, а размерът на кората на течно-твърдата фаза (4) се повишава за сметка на течната фаза (5), отливката (2) се поставя в пресформа (7) и се пресова под налягане до 50 МРа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG108978A BG65478B1 (bg) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Метод за леене в метална форма |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG108978A BG65478B1 (bg) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Метод за леене в метална форма |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG108978A BG108978A (bg) | 2006-06-30 |
| BG65478B1 true BG65478B1 (bg) | 2008-09-30 |
Family
ID=37022741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG108978A BG65478B1 (bg) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Метод за леене в метална форма |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG65478B1 (bg) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111085C1 (ru) * | 1996-06-13 | 1998-05-20 | Владимирский государственный технический университет | Способ изготовления инструмента для горячего и холодного прессования и штамповки |
-
2004
- 2004-12-15 BG BG108978A patent/BG65478B1/bg unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111085C1 (ru) * | 1996-06-13 | 1998-05-20 | Владимирский государственный технический университет | Способ изготовления инструмента для горячего и холодного прессования и штамповки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG108978A (bg) | 2006-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5803151A (en) | Soluble core method of manufacturing metal cast products | |
| CA2379809C (en) | Semi-solid concentration processing of metallic alloys | |
| JPS6356344A (ja) | 金属成形品を製造する方法及び装置 | |
| JP5756162B2 (ja) | 骨材使用鋳型で成形された造形成型品の凝固ミクロ構造 | |
| WO2001002112A1 (en) | Disintegrative core for high pressure casting, method for manufacturing the same, and method for extracting the same | |
| JPH09509101A (ja) | 反応性メルトの永久金型鋳造 | |
| US20060086476A1 (en) | Investment casting of bulk-solidifying amorphous alloys | |
| EP1440748B1 (en) | Method of die casting spheroidal graphite cast iron | |
| JP3416036B2 (ja) | マグネシウム合金射出成形用金型構造及び該金型構造を用いたマグネシウム合金部品の成形方法 | |
| Gjestland et al. | Advancements in high pressure die casting of magnesium | |
| AU633154B2 (en) | Method of controlling the rate of heat extraction in mould casting | |
| BG65478B1 (bg) | Метод за леене в метална форма | |
| US6024159A (en) | Pressure casting method with recoverable melt out core | |
| US4754799A (en) | Process for die-casting aluminum alloys of low iron and high aluminum content | |
| RU2096128C1 (ru) | Способ изготовления биметаллического режущего инструмента | |
| JPH09174198A (ja) | 塑性加工用金属鋳塊 | |
| JP3167854B2 (ja) | アルミニウム合金の加圧鋳造方法および加圧鋳造装置 | |
| KR100856097B1 (ko) | 용탕단조 및 열간성형에 의한 제조방법 | |
| JP2003326355A (ja) | 機械加工用サスペンションアーム素材およびその製造方法とその鋳造装置および生産システム | |
| Chang et al. | Semi-solid squeeze casting of ignition-proof mg-ca-zr system alloys | |
| JP3805708B2 (ja) | 水平連続鋳造方法 | |
| JP2010227965A (ja) | 鋳物の凝固制御方法 | |
| JPH05305409A (ja) | 金属成形法 | |
| JPH09239513A (ja) | 鋳鉄のダイカストに用いられる鋳型 | |
| US1299655A (en) | Metal casting and the method or art of making same. |