×
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 211-220 of 312 items.
16.09.2018
№218.016.8829

Роботизированный модульный комплекс автономного полигонного оборудования

Изобретение относится к комплексам автономного полигонного оборудования для оснащения учебных объектов тактической и огневой подготовки воинских частей и центров подготовки, а также для оперативного развертывания на местности при проведении боевого слаживания подразделений. Роботизированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667132
Дата охранного документа: 14.09.2018
11.10.2018
№218.016.8fd0

Пулемет

Изобретение относится к прицельным приспособлениям для стрелкового оружия. Приспособление состоит из неподвижной и отклоняемой частей и устанавливается на штатном месте оружия. Кнопка с фиксатором и подпружиненный гнеток на отклоняемой части прицельного приспособления позволяют упростить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669247
Дата охранного документа: 09.10.2018
25.10.2018
№218.016.959a

Модуль управления полигонным оборудованием

Изобретение относится к средствам решения задач информационного обмена и управления и может быть использовано в комплексах дистанционно-управляемого полигонного оборудования. Модуль управления полигонным оборудованием - МУПО содержит пункт управления ПУ (1), систему автоматического управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670395
Дата охранного документа: 22.10.2018
12.12.2018
№218.016.a572

Способ проверки зенитных ракет и пусковых установок

Изобретение относится к оборонной технике и, в частности, к комплексным средствам контроля электрических параметров управляемых зенитных ракет и пусковых устройств. Способ проверки заключается в том, что перед контролем электрических параметров блоки устройства для проверки соединяются по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674453
Дата охранного документа: 10.12.2018
13.12.2018
№218.016.a674

Механическое прицельное приспособление

Изобретение относится к оборонной технике и направлено на совершенствование стрелкового оружия. Механическое прицельное приспособление содержит мушку, установленную в резьбе и прицельную планку, закрепленную в колодке прицела. Прицельная планка имеет прилив со сквозным отверстием. На конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674699
Дата охранного документа: 12.12.2018
14.12.2018
№218.016.a6b9

Универсальный способ обмена навигационно-временной информацией в образцах военной техники сухопутных войск

Изобретение относится к военной технике. Технический результат заключается в формировании универсального способа обмена навигационно-временной информацией в образцах военной техники Сухопутных войск, обеспечивающего сопряжение управляющего бортового вычислителя объекта военной техники с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674937
Дата охранного документа: 13.12.2018
13.01.2019
№219.016.aedc

Способ изготовления ствола

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов со ступенчатой наружной поверхностью. После термообработки исходной заготовки на заданный уровень прочности из нее резанием изготавливают трубную заготовку с заходной, деформируемой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676936
Дата охранного документа: 11.01.2019
05.02.2019
№219.016.b6ef

Приемник имитатора боевых средств переносного зенитного ракетного комплекса

Изобретение относится к техническим средствам обучения и тренировки стрелков-зенитчиков переносных зенитных ракетных комплексов (ПЗРК). Приемник имитатора боевых средств ПЗРК содержит объектив (1), установленный перед приемником с матрицей чувствительных элементов (2), последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678875
Дата охранного документа: 04.02.2019
20.02.2019
№219.016.c223

Бесступенчатая импульсная передача

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение, в частности, в коробке передач транспортного средства. Бесступенчатая импульсная передача состоит из ведущего вала с импульсным механизмом, промежуточного вала, выходного вала с маховиком и блока управления. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002453750
Дата охранного документа: 20.06.2012
20.02.2019
№219.016.c250

Автоматическое стрелковое оружие с ленточной и магазинной подачей патронов

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в автоматическом стрелковом оружии со сменным типом питания. Автоматическое стрелковое оружие содержит ствол (1), ствольную коробку (2), затвор (3), затворную раму (4), казенник (5), механизм подачи ленты (6), отъемный магазин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458304
Дата охранного документа: 10.08.2012
Showing 201-208 of 208 items.
29.03.2019
№219.016.f59e

Способ изготовления ствола автоматического стрелкового оружия

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стволов пулеметов калибра 7,62 мм, 12,7 мм, 14,5 мм и т.д с хромированным каналом, толщиной хромового покрытия до 0,3 мм. Для повышения ресурса стволов, живучести в два и более раз заготовки ствола...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458157
Дата охранного документа: 10.08.2012
29.03.2019
№219.016.f6f2

Способ местной закалки опорных игл и установка для его реализации

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для местной закалки нагруженных игл, выполненных из струнной проволоки высокой прочности. Для обеспечения качества игл при строгом выполнении требований по длине зоны закалки и переходной зоне, получения мелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002439168
Дата охранного документа: 10.01.2012
10.04.2019
№219.017.0593

Шахтная электрическая печь сопротивления

Изобретение относится к области электротермического оборудования, в частности к шахтным муфельным печам, и может быть использовано для термической обработки высокоточных тонкостенных деталей из мартенситностареющих сталей в контролируемой среде. Для упрощения конструкции печи, сокращения потерь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360976
Дата охранного документа: 10.07.2009
29.04.2019
№219.017.458a

Способ осаждения композиционных электрохимических покрытий на внутренние поверхности деталей машин

Изобретение относится к области технологии осаждения электрохимических покрытий, а именно к области технологии осаждения композиционных электрохимических покрытий (КЭП), и может найти применение для повышения износостойкости внутренних поверхностей деталей машин, приборов и инструмента. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002439210
Дата охранного документа: 10.01.2012
09.05.2019
№219.017.4a7e

Шахтная электрическая печь сопротивления

Изобретение относится к области электротермического оборудования, а именно к шахтным электрическим печам сопротивления периодического действия для термообработки деталей в контролируемой атмосфере. Для повышения производительности печи, расширения области ее применения и повышения удобства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002278170
Дата охранного документа: 20.06.2006
29.05.2019
№219.017.6682

Способ получения упрочненных стальных изделий точных геометрических размеров и шахтная печь сопротивления для его реализации

Изобретение относится к области термической обработки изделий из нержавеющих сталей мартенситного класса. Для защиты поверхности изделий от окисления, повышения производительности печи приспособление с изделиями размещают в емкости для охлаждения, продувают емкость инертным газом при избыточном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002375471
Дата охранного документа: 10.12.2009
29.05.2019
№219.017.6702

Способ термической безокислительной обработки изделий из сталей и сплавов и шахтная печь сопротивления для его реализации

Группа изобретений относится к области машиностроения и предназначена для безокислительного отжига изделий, отпуска деталей из специальных нержавеющих сталей для вакуумной термической обработки стальных длинномерных труб. Для повышения качества обработки изделий и производительности печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367689
Дата охранного документа: 20.09.2009
29.05.2019
№219.017.6859

Способ безокислительной термической обработки деталей и сборочных единиц

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для реализации процессов термической обработки деталей, к поверхности которых предъявляются особые требования. Способ безокислительной термической обработки, реализуемый при высоком отпуске деталей и сборочных единиц,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456350
Дата охранного документа: 20.07.2012
+ добавить свой РИД