×
20.06.2013
216.012.4b87

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает изготовление литейных форм, прокаливание форм, расчет шихты, получение расплава в индукционной печи, раскисление жидкого металла, контроль температуры расплава, удаление шлака с зеркала расплава в печи, продувку полости форм газом, заливку жидкого металла в формы, кристаллизацию расплава в форме, выбивку опок, удаление литников и очистку отливок. После удаления шлака с зеркала расплава в печи ее плотно закрывают стальной крышкой, футерованной гибкой термостойкой плитой. В теле крышки расположено полое распределительное кольцо с патрубками, посредством которых к расплаву под давлением подают инертный газ, выходящий струей через сливной носок. Форму перед заполнением продувают инертным газом. Обеспечивается устранение причин окисления расплава в процессе выпуска плавки из печи и в процессе заливки расплава и кристаллизации его в форме. 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении отливок повышенного качества из углеродистых и легированных сталей.

Известен способ получения отливок (см. книга «Производство точного литья по выплавляемым моделям», С.В.Руссиян, Н.Н.Голованов, Государственное Союзное издательство судостроительной промышленности, Ленинград, 1958 г., стр.231-232, стр.224 - рис.139), взятый за прототип. Сущность способа заключается в следующем: изготовляют литейные керамические формы с использованием разовых моделей, прокаливают формы, производят расчет шихты, загружают ее в индукционную печь, производят плавку, раскисляют жидкий металл, контролируют температуру расплава, снимают шлак с зеркала печи с тем, чтобы устранить возможность попадания последнего в разливочный ковш, с помощью которого заливают расплав в горячие формы, а перед заливкой формы продувают сжатым воздухом с целью исключения брака по засору. Заливают формы расплавом из ковша непрерывной струей. По завершении кристаллизации расплава производят выбивку опок, удаление литников и очистку отливок.

Недостатки прототипа заключаются в следующем:

- подготовленный к выпуску расплавленный металл в печи, с зеркалом свободным от шлака, окисляется, образующие при этом окисные плены попадают в отливки и снижают их механические свойства;

- расплав, подготовленный к разливке, взаимодействует с воздухом атмосферы, в результате происходит его газонасыщение, образование окислов, при этом снижается жидкотекучесть, а значит, заполняемость форм, и в отливках образуются дефекты в виде газоусадочной пористости;

- продувка сжатым воздухом полости форм перед заливкой с целью удаления из нее остатков золы, наполнителя и устранению засора приводит к активизации окислительной атмосферы, а значит, интенсивному окислению расплава во время заливки и кристаллизации отливок в форме.

Предлагаемым изобретением решается задача резкого повышения качества отливок.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в устранении причин окисления расплава в процессе выпуска плавки из печи и в процессе заливки расплава и его кристаллизации в форме.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения стальных отливок, заключающемся в изготовлении литейных форм, прокаливании форм, расчете шихты, получении расплава в индукционной печи, раскислении жидкого металла, контроле температуры расплава, удалении шлака с зеркала печи, продувке полости форм газом, заливке жидкого металла в формы непрерывной струей из ковша, кристаллизации расплава в форме, выбивке опок, удалении литников и очистке отливок, новым является то, что после удаления шлака с зеркала печи ее плотно закрывают стальной крышкой, футерованной гибкой термостойкой плитой, в теле которой расположено полое распределительное кольцо с патрубками, посредством которых к расплаву под давлением подают инертный газ, который выходит струей через сливной носок, а перед заполнением формы расплавом из ковша ее продувают инертным газом.

В качестве инертного газа используют аргон.

Плотное закрытие печи стальной крышкой, футерованной гибкой термостойкой плитой, позволяет защитить расплавленный металл в печи от газонасыщения, образования окислов, а следовательно, от образования дефектов в виде газоусадочной пористости и окисных плен в отливках.

Поскольку инертный газ выходит только через сливной носок, то он предохраняет струю металла от газонасыщения от атмосферы и образования окислов в момент заполнения расплавом разливочного ковша.

Подготовленные к заливке формы перед выпуском плавки продувают аргоном, заменяя окислительную атмосферу на инертную, тем самым предотвращают процесс окисления расплава при заливке и кристаллизации его в форме. Одновременно в процессе продувки удаляют из полости формы остатки золы и наполнителя, который может частично попасть в форму через ее воронку при литье по выплавляемым моделям, а также устраняют засоры в форме при литье в землю.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Предложенный способ получения стальных отливок реализуется следующим образом.

Изготовляют литейные формы с использованием моделей, прокаливают формы, производят расчет шихты, загружают ее в индукционную печь порционно, производят плавку, раскисляют жидкий металл, контролируют температуру расплава, снимают шлак с его поверхности, закрывают печь стальной крышкой, футерованной гибкой плитой, например, из алюмосиликатных волокон, полученных методом вакуумного формования. Применяемый для футеровки крышки материал сохраняет постоянную форму и размеры при нагреве, легко устанавливается на неровной поверхности, обеспечивает плотное беззазорное прилегание к воротнику печи, обладает высокой стойкостью к термическому шоку и выдерживает температуру до 1600°С.

После установки крышки на воротник печи под давлением подают инертный газ аргон посредством полого распределительного кольца с патрубками, расположенные в теле футеровки крышки. Инертный газ предохраняет жидкий металл в печи от газонасыщения от атмосферы и образования окисных плен все время, пока идет выпуск плавки. Поскольку инертный газ выходит из печи только через сливной носок, его струя препятствует окислению и газонасыщению расплава газами атмосферы в момент выпуска жидкого металла в разливочный ковш, используемый при заливке форм.

Подготовленные к заливке формы перед выпуском плавки продувают аргоном, заменяя окислительную атмосферу на инертную, тем самым предотвращают процесс окисления расплава при заливке и кристаллизации отливок в форме. Одновременно в процессе продувки удаляют из полости формы остатки золы и наполнителя, который может частично попасть в форму через ее воронку при литье по выплавляемым моделям и устраняют засоры в форме при литье в землю.

После заполнения форм расплавом, кристаллизации отливок в инертной среде, их охлаждения, извлекают отливки с литниковой системой из опок, отделяют отливки от литниковой системы, производят очистку отливок.

Пример реализации способа получения стальных отливок литьем по выплавляемым моделям

С помощью одноразовых моделей из парафиностеариновой смеси или модельного состава МВС-3А изготовляют керамические формы с литниковой чашей. Подготовленные формы устанавливают в опоки, засыпают свободное пространство опок наполнителем, например песком, загружают опоки с формами в печь для прокалки.

Производят расчет шихты. Для плавки шихты используют, например, индукционную печь ИСТ-0,16, выходной мощностью 160 кВт, частотой тока контурной цепи 2400 Гц. Загружают шихту в индукционную печь, производят плавку, раскисляют жидкий металл, контролируют температуру расплава, снимают шлак с зеркала печи, закрывают печь стальной крышкой.

Крышка состоит из основания, которое изготовляют из листовой нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 5 мм, диаметром 700 мм. Для подачи аргона к зеркалу расплава используют полое распределительное кольцо. Для изготовления кольца применяют трубку из стали 12Х18Н10Т наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 2 мм. Производят гибку трубы с наполнителем, например песком, механическую обработку торцов и последующую аргоно-дуговую сварку торцов, получают кольцо диаметром по средней линии 250 мм. В кольце по месту, обращенному к зеркалу расплава, сверлят 10 отверстий диаметром 4 мм на расстоянии друг от друга в 78-80 мм и одно отверстие диаметром 10 мм по месту, при котором центральная ось отверстий диаметром 4 мм образует угол в 90° с центральной осью отверстия 10 мм. Соосно каждому отверстию диаметром 4 мм приваривают к кольцу трубки из стали 12Х18Н10Т внутренним диаметром 4 мм, толщиной стенки не менее 3 мм и длиной 80 мм.

Аргоно-дуговой сваркой соединяют трубку, имеющую внутренний диаметр 10 мм, толщину стенки не менее 2 мм и длину ≈500 мм с кольцом по месту отверстия 10 мм так, чтобы кольцо и трубка лежали в одной плоскости. Затем кольцо с собранными элементами - патрубками концентрично приваривают к основанию крышки, в том числе и патрубок диаметром 10 мм, для подачи аргона к распределительному кольцу. Футеруют крышку со стороны приваренного кольца гибкой, мягкой термостойкой плитой толщиной 100 мм, изготовленной из алюмосиликатных волокон, полученных методом вакуумного формования с рабочей температурой до 1600°С фирмы Promat Германия. Крепление футеровки на основании крышки производят посредством жидкого клея, готового к применению, обеспечивающего высокую адгезию и термическую стабильность до 1000°С фирмы Promat. Перед склеиванием в футеровочной плите производят выборку материала плиты и получение гнезда под кольцо и приваренного к нему патрубка диаметром 10 мм. Затем наносят клей на обе соединяемые поверхности, насаживают футеровочную плиту на патрубки диаметром 4,0 мм, приводят в соприкосновение склеиваемые поверхности и выдерживают под гнетом не менее 10 минут. Обрезают по контуру основания футеровочную плиту, соединяют выступающий конец патрубка диаметром 10 мм с резиновым шлангом, а другой конец шланга соединяют с понижающим редуктором, установленным на баллоне с аргоном.

Подают аргон к зеркалу расплава под избыточным давлением 1,0-1,5 атмосферы. Продувают прокаленные формы аргоном перед выпуском плавки при избыточном давлении 0,5-0,7 атмосферы, обеспечивают при этом 3-х кратный обмен объема полости формы. Последовательно сливают расплав в разливочный ковш и заполняют формы непрерывной струей. После кристаллизации и охлаждения отливки с литниковой системой извлекают из опок, отделяют отливки от литниковой системы, производят очистку отливок.

При литье в землю, т.е. при использовании песчано-глинистых смесей для изготовления форм применяют многоразовые модели из древесины, металла, пластмассы.

Расплав стали заливают, в том числе в сырые песчано-глинистые формы, не подвергнутые предварительной прокалке - сушке в основном для получения мелких отливок в серийном и массовом производстве.

Изготовление отливок по предложенному способу резко повышает их качество.

Дополнительный источник информации: «Технология металлов и материаловедение» под редакцией Л.Ф.Усовой, М., Металлургия, 1987 г., раздел Ш, Основы литейного производства.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 191-200 of 312 items.
20.01.2018
№218.016.1b4a

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Элементы оболочки изготавливают раздельно и проводят их окончательную упрочняющую термообработку, причем посадочные поверхности у торцов первого элемента выполняют охватывающими посадочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635980
Дата охранного документа: 17.11.2017
13.02.2018
№218.016.2702

Станок универсальный малогабаритный

Изобретение относится к универсальным станкам для механической обработки древесины, металлов и пластмасс. Универсальный малогабаритный станок включает станину со смонтированными на ней строгальным, пильным, рейсмусовым, токарным, фрезерным и лобзиковым модулями, ножевым валом и приводом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644017
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2a4d

Исполнительное устройство перемещения

Изобретение относится к исполнительному устройству перемещения (ИУП). Устройство содержит несущий корпус, разделенный на моторное и аккумуляторное отделения, ходовую часть, приводы и систему автоматического управления. Бронированный корпус ИУП оснащен мишенным отсеком. В моторном отделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643059
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.366b

Нутромер

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров отверстий, преимущественно сложнопрофильных конических, типа патронников стволов стрелкового оружия. Технический результат заключается в обеспечении объективного контроля диаметров пульного входа и предшествующего ему конуса патронника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646444
Дата охранного документа: 05.03.2018
04.04.2018
№218.016.3732

Храповое устройство для стопорения вала

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к храповым устройствам. Храповое устройство для стопорения вала содержит корпус, вал, храповое колесо, дополнительное храповое колесо, собачки и коромысло. На валу (1) жестко закреплены два храповых колеса (2), которые зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646692
Дата охранного документа: 06.03.2018
10.05.2018
№218.016.3bcf

Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии

Изобретение относится к военной технике, в частности к устройствам, применяемым для крепления на оружии приспособлений различных типов. Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии содержит опорную балку (1) с осью. Несущий прицельное приспособление (21)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647795
Дата охранного документа: 19.03.2018
10.05.2018
№218.016.4287

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении тонкостенных оболочек ракетных двигателей или элементов оболочек с толстостенным дном в ее средней части. Раздельно изготавливают нескольких элементов оболочки, соединяют в неразъемный полуфабрикат. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649477
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.43c8

Система для определения и обеспечения показателей надёжности объекта военной техники

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для определения и обеспечения показателей надежности транспортных средств специального назначения, оснащенных кузовом - фургоном и имеющих сложную пространственную схему размещения оборудования и аппаратных средств. Система для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649565
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.49a6

Имитатор воздушных целей

Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным имитаторам воздушных целей для отработки технических характеристик, контроля технического состояния зенитных комплексов с инфракрасными системами наведения и для обучения расчетов зенитных комплексов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651457
Дата охранного документа: 19.04.2018
10.05.2018
№218.016.4d27

Система управления многофункционального робототехнического комплекса обеспечения боевых действий

Изобретение относится к информационно-вычислительным системам и устройствам, обеспечивающим решение задач дистанционного управления движением подвижных объектов, оснащенных боевым функциональным модулем, по заданному алгоритму в автоматическом и ручном режимах. Система управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652329
Дата охранного документа: 25.04.2018
Showing 191-200 of 208 items.
20.01.2018
№218.016.1b4a

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Элементы оболочки изготавливают раздельно и проводят их окончательную упрочняющую термообработку, причем посадочные поверхности у торцов первого элемента выполняют охватывающими посадочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635980
Дата охранного документа: 17.11.2017
13.02.2018
№218.016.2702

Станок универсальный малогабаритный

Изобретение относится к универсальным станкам для механической обработки древесины, металлов и пластмасс. Универсальный малогабаритный станок включает станину со смонтированными на ней строгальным, пильным, рейсмусовым, токарным, фрезерным и лобзиковым модулями, ножевым валом и приводом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644017
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2a4d

Исполнительное устройство перемещения

Изобретение относится к исполнительному устройству перемещения (ИУП). Устройство содержит несущий корпус, разделенный на моторное и аккумуляторное отделения, ходовую часть, приводы и систему автоматического управления. Бронированный корпус ИУП оснащен мишенным отсеком. В моторном отделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643059
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.366b

Нутромер

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров отверстий, преимущественно сложнопрофильных конических, типа патронников стволов стрелкового оружия. Технический результат заключается в обеспечении объективного контроля диаметров пульного входа и предшествующего ему конуса патронника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646444
Дата охранного документа: 05.03.2018
04.04.2018
№218.016.3732

Храповое устройство для стопорения вала

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к храповым устройствам. Храповое устройство для стопорения вала содержит корпус, вал, храповое колесо, дополнительное храповое колесо, собачки и коромысло. На валу (1) жестко закреплены два храповых колеса (2), которые зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646692
Дата охранного документа: 06.03.2018
20.02.2019
№219.016.c3ad

Способ изготовления штампового инструмента и форм литья под давлением из литых заготовок мартенситностареющих сталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных по геометрии штамповых вставок и элементов пресс-форм из литых заготовок, получаемых методом электрошлакового кокильного литья (ЭКЛ). Расходуемый электрод изготавливают из стружки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448806
Дата охранного документа: 27.04.2012
01.03.2019
№219.016.cccf

Шахтная печь сопротивления для термической обработки высокоточных тонкостенных деталей

Изобретение относится к шахтной печи сопротивления. Шахтная печь сопротивления для термической обработки деталей состоит из кожуха, футеровки, муфеля с открытой нижней частью, нагревателей, крышки, трубок для входа в рабочее пространство муфеля и выхода из него защитного газа, емкости с рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002336477
Дата охранного документа: 20.10.2008
01.03.2019
№219.016.cd08

Способ получения заготовок дамасской стали

Способ может быть использован для изготовления оружия (клинков, сабель, ножей и т.д.), а также для изготовления инструмента для обработки различных материалов (кожи, пластмассы, древесины). Полученные механической обработкой пластины разных марок стали обезжиривают и, чередуя, собирают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002304048
Дата охранного документа: 10.08.2007
01.03.2019
№219.016.d044

Способ изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных штампов, работающих с большими ударными нагрузками, тонколезвийного инструмента, сложных по конфигурации форм литья под давлением алюминиевых сплавов, а также для изготовления гибочных, вытяжных,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441730
Дата охранного документа: 10.02.2012
11.03.2019
№219.016.db0a

Способ получения ферромагнитной жидкости

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитной жидкости, применяемой в датчиках угла наклона, ускорений и т.д. Способ включает осаждение высокодисперсного магнетита, обработку осадка магнетита в течение 15 минут 50%-ным водным раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410782
Дата охранного документа: 27.01.2011
+ добавить свой РИД