способ изготовления отливок деталей газо- и пневмоарматуры

Формула изобретения

Способ изготовления отливок деталей газо- и пневмоарматуры, включающий заливку порции металла, перегретого на 50-100°, в камеру прессования, запрессовку металла в пресс-форму, отличающийся тем, что после запрессовки металл в пресс-форме предварительно сжимают и выдерживают под давлением 100-200 МПа при зафиксированном положении пресс-плунжера до образования корочки закристаллизовавшегося металла, затем внедряют пресс-плунжер в объем жидкого металла, предусмотренный как резервный внутри или за пределами отливки, со скоростью, равной или превышающей скорость кристаллизации металла, отливку после кристаллизации подвергают гомогенизационному обжигу, закалке и старению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству газо- и пневмоарматуры, а именно к изготовлению отливок деталей газо- и пневмоарматуры, работающих при давлениях до 100 МПа.

Известен способ литья под регулируемым давлением, см. а.с. N 1321517, авторы Белоусов Н.Н., Коростелев В.Ф. В нем заложен принцип наложения регулируемого давления на кристаллизующийся металл путем циклического разведения полуформ и возвращение их в исходное положение.

Недостаток вышеуказанного способа изготовления - приложение давления, превышающего предел текучести материала отливки перед извлечением ее из формы.

По способу литья под давлением, см. а.с. N 1496917, авторы Коростелев В. Ф., Гришин Н.Н., Гостищев Е.Е., Романов В.Н., порция жидкого металла заливается в холодную камеру прессования и выдерживается в ней в течение 0,5-30 сек для того, чтобы по контуру жидкого металла образовалась корочка закристаллизовавшегося металла. Далее этот металл продавливается поршнем в литейную форму при отводе контрпоршня. Недостатком этого метода является большой объем закристаллизовавшегося металла, неравномерное распределение компонентов сплава как в объеме, так и в отдельных кристаллах. Все это отрицательно сказывается на структуре и механических свойствах отливок.

Ближайшим аналогом является способ изготовления отливок по заявке RU 93010532А, кл. B 22 D 17/00, 20.09.95, Способ изготовления инструмента для горячего и холодного прессования и штамповки, авторы: Коростелев В.Ф., Тягунов Г.В., Петров А.С., Гришин Н.Н., включающий заливку порции металла, перегретого на 50- 100^o в камеру прессования, запрессовку металла в пресс-форму. Недостаток способа - спонтанная кристаллизация жидкого металла, невозможность регулирования кристаллической структурой инструмента. Результатом является изготовление инструмента с высокой стойкостью к абразивному износу. Достоинство - получение структуры со свойствами металла не хуже прокатанного.

Целью предлагаемого изобретения является повышение стойкость отливок к высоким давлениям газа и пара.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления отливок, включающий заливку порции металла, перегретого на 50-100^o, в камеру прессования, запрессовку металла в пресс-форму, после запрессовки металл в пресс-форме предварительно сжимают и выдерживают под давлением 100-200 МПа при зафиксированном положении пресс-плунжера до образования корочки закристаллизовавшегося металла, затем внедряют пресс-плунжер в объем жидкого металла, предусмотренный как резервный внутри или за пределами отливки, со скоростью, равной или превышающей скорость кристаллизации металла, отливку после кристаллизации подвергают гомогенизационному отжигу, закалке и старению.

Внедрение пресс-плунжера в объем жидкого металла со скоростью, равной или превышающей скорость кристаллизации металла, позволяет создать "идеальные" условия заполнения ликватом междендритных пространств, исключить рыхлость и пористость металла, получить "идеальную" плотность отливки. Все это благоприятно сказывается на максимальной величине давления газа и пара, удерживаемой отливкой.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Расплавленные и перегретые на 50-100^o выше ликвидус сплавы заливают в окно холодной камеры 1 и пресс-плунжером 2 впрыскивают в пресс- форму 3, подогретую до температуры 100-250^oC. Скорость движения пресс-плунжера равна или несколько выше скорости кристаллизации металла и задается программным устройством. На пресс-плунжер предварительно накладывают давление 100-200 МПа. Закристаллизовавшуюся отливку отжигают при температуре гомогенизационного обжига в течение времени, необходимого для устранения внутри дендритной ликвации компонентов, закаливают с температур однофазного твердого раствора и проводят старение для упрочнения отливки.

Способ пригоден для изготовления отливок деталей газа и пневмоарматуры, работающий при давлении до 100 МПа, из цветных сплавов: например, дюралюмина марки Д16, АК-8 и др.

Пример. Сплав Д16 нагревают выше линии ликвидус на 50-100^o, заливают в окно холодной камеры и пресс-плунжером впрыскивают в пресс-форму, подогретую до температуры 100-250^oC. На жидкий металл накладывают давление 100-200 МПа, выдерживают 0,5-30 сек до образования по контуру детали корочки закристаллизовавшегося металла, дальнейшее движение пресс-плунжера задается программным устройством так, чтобы скорость роста кристаллов дендритов была равна или несколько меньше скорости пропитки дендритов ликватом. Давление накладывается на объем жидкого металла, предусмотренный как резервный за пределами цельной или внутри полой отливки. После кристаллизации отливку извлекают из открытой пресс-формы, отжигают при температуре 470^oC в течение 8 часов, нагревают до температуры 502-505^oC и закаливают в воде, проводят старение при температуре 160-180^oC в течение 0,5-2 часов? твердость материала после старения - HRB75.

Область эффективного использования предлагаемого способа - производство корпусных деталей пневматических и гидравлических систем, изготавливаемых как из литейных, так и деформируемых сплавов.

При этом достигается:

- повышение коэффициента использования металла до 0,83-0,90;

- отливки не имеют дефектов усадочного происхождения, могут подвергаться упрочняющей термообработке;

- сохраняется герметичность под пневматическим и гидравлическим давлением до 100 МПа;

- соблюдение точности размеров отливки по 7-8 квалитету точности;

- получение шероховатости поверхности по 7-8 классу.