×
20.06.2014
216.012.d4ef

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ЗАЛИТОГО В ФОРМУ МЕТАЛЛА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения отливок ответственного назначения. Способ включает нанесение на поверхность литейной формы перед заливкой расплавленного металла защитно-разделительных покрытий различных составов. На нижнюю часть стенок литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,1-0,2 мм. На среднюю часть стенок наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,2-0,3 мм. На верхнюю часть стенки наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,3-0,4 мм. Создаются условия для направленной кристаллизации металла, обеспечивается повышение прочностных свойств отливок. 1 ил., 1 пр.
Основные результаты: Способ направленного затвердевания металла в литейной форме с нанесенными на ее поверхность защитно-разделительными покрытиями, имеющими различный состав, включающий заливку в литейную форму расплавленного металла, отличающийся тем, что используют литейную форму, на нижнюю часть стенок которой нанесено покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,1-0,2 мм, на среднюю часть стенок - покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,2-0,3 мм, а на верхнюю часть стенок - покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,3-0,4 мм.

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к способу направленного затвердевания залитого в форму металла.

Известен способ направленного затвердевания залитого в форму металла (Б.И.Медовар. Металлургия вчера, сегодня, завтра. Киев: Наукова думка, 1990, стр.142, рис.47).

Его недостатком является трудность воспроизведения полученных результатов от слитка к слитку ввиду отсутствия обратных связей, обеспечивающих возможность коррекции режимных параметров затвердевания слитка.

Известен способ литья дисковых и кольцевых заготовок из жаропрочных труднодеформируемых сплавов на никелевой основе. Способ включает вакуумно-индукционную выплавку сплава с получением шихтовой заготовки, изготовление керамической формы, расплавление шихтовой заготовки жаропрочного сплава, заливку расплава в керамическую форму и проведение направленной кристаллизации в керамической форме. Керамическую форму изготавливают из наружной, внутренней частей и вставок-перегородок. Внутреннюю часть керамической формы устанавливают на дно наружной части. Пространство между внутренней стенкой наружной части и наружной стенкой внутренней части разделяют по высоте вставками-перегородками на части, равные высоте заготовок. Во вставках выполнены отверстия, через которые осуществляют заполнение и подпитку нижерасположенных заготовок в процессе направленной кристаллизации отливок. Достигается снижение трудоемкости изготовления деталей, повышение коэффициента использования металла.

К недостаткам способа относится ограниченность применения только сплавами на никелевой основе, а так же наличие сложной и дорогостоящей литейной формы. Способ нельзя применить без переналадки оборудования в стандартных условиях.

Известен способ направленного затвердевания залитого в форму металла (патент РФ №2392092 от 02.07.2008). Способ включает управление процессом кристаллизации в форме, оборудованной средствами обеспечения перепада температур в направлении кристаллизации металла. Используют кольцеобразную форму с конической внутренней поверхностью. Перепад температур в направлении кристаллизации металла осуществляют посредством одновременного охлаждения кольцеобразной формы со стороны днища и ее внутренней поверхности и нагрева металла в ее верхней части. Достигается повышение качества получаемых отливок.

Недостатком способа является сложная и дорогостоящая литейная форма, а так же невозможность применения без переналадки оборудования в стандартных условиях.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, описанный в патенте №1680441 от 30.09.1991. Способ заключается в том, что заливку расплавленного металла производят в кокиль с нанесенным на его внутреннюю поверхность покрытием толщиной 0,3-1,5 мм, кратковременно разогревающимся при помощи электрического тока напряжением 30-400 В. Покрытие состоит из смеси графитового порошка, глинозема и геля SiO2 в качестве связующего, выделенного из гидролизованного раствора этилсиликата, взятых в соотношении, об.%: графит 17-40, SiO2 12-19, глинозем остальное. При этом количество графита в покрытии меняется в указанных пределах, увеличиваясь в направлении от отливки к питающим частям литниковой системы. Электрический ток подводят к кокилю и заливаемому металлу в ковше.

Недостатком способа является необходимость наличия дополнительного оборудования и источника электрического тока для разогрева покрытия и кокиля, необходимость подготовки смесей различного состава для обеспечения разного количества графита в покрытии в разных частях литейной формы.

Задачей изобретения является - возможность применения без переналадки оборудования в стандартных условиях.

Поставленная задача достигается тем, что перед заливкой расплавленного металла в литейную форму, на часть ее поверхностей наносятся защитно-разделительные покрытия различных составов. На нижнюю часть стенок литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,1-0,2 мм. На среднюю часть литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,2-0,3 мм. На верхнюю часть литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,3-0,4 мм.

В результате после заливки расплавленного металла наиболее интенсивный теплоотвод идет через дно литейной формы, на которое не нанесено покрытие. Менее интенсивно теплоотвод идет через нижнюю часть стенок литейной формы с нанесенным покрытием, основанным на порошке оксида магния. И наименее интенсивно теплоотвод идет через среднюю и верхнюю части стенок литейной формы, куда нанесено покрытие, основанное на оксиде циркония, так как оксид циркония обладает более низкой теплопроводностью в сравнении с оксидом магния и толщина слоя покрытия с оксидом циркония больше. Таким образом, формируется направленный теплоотвод от верхней части отливки к дну литейной формы, это создает необходимые условия для направленной кристаллизации расплава.

Использование предложенного способа направленного затвердевания металла, при прочих равных условиях, позволяет повысить качество как легированного, так и нелегированного металла, обеспечивает возможность снижения расхода легирующих добавок в металл для малоответственных деталей и получить более высокое качество металла для изготовления ответственных деталей.

На фиг.1 изображено: на нижнюю часть поверхности литейной формы 1 наносят покрытие 2, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,1-0,2 мм. На среднюю часть литейной формы наносят покрытие 3, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,2-0,3 мм. На верхнюю часть литейной формы наносят покрытие 4, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,3-0,4 мм.

Такое соотношение компонентов объясняется тем, что при большем количестве масла в покрытии, оно не будет обладать достаточной вязкостью и будет стекать с покрываемой поверхности, а при меньшем количестве масла покрытие будет более густым по составу и не будет обеспечивать равномерное нанесение покрытия на стенки литейной формы. Толщина наносимого покрытия ограничивается величиной в 0,5 мм, при большей толщине покрытие будет стекать со стенок формы. Разная толщина покрытий необходима для формирования направленного фронта кристаллизации. Наличие трех зон с разной толщиной покрытия обусловлено тем, что при меньшем количестве зон не будет формироваться фронт направленной кристаллизации, а большее количество зон приведет к усложнению технологии.

Сущность изобретения заключается в следующем: нанесенный на поверхность литейной формы защитно-разделительный слой препятствует непосредственному контакту расплавленного металла с металлической формой, снижая теплоотвод. Дно литейной формы не покрыто защитно-разделительным покрытием и будет отводить тепло максимально быстро. На нижнюю часть литейной формы нанесено покрытие на основе нанопорошка оксида магния, оно незначительно снижает теплоотвод. На среднюю часть литейной формы наносится более толстый слой покрытия на основе нанопорошка диоксида циркония. Порошок диоксида циркония имеет значительно более низкую теплопроводность в сравнении с порошком оксида магния, это приведет к более значительному снижению теплоотвода в средней части формы. Минимальным теплоотвод будет в верхней части литейной формы из-за наличия покрытия на основе диоксида циркония максимальной толщины. Тем самым создается направленный теплоотвод от залитого металла к нижней части литейной формы. Это обеспечивает направленную кристаллизацию слитка и формирование повышенных прочностных свойств отливки.

Пример.

На нижнюю часть поверхности литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20 мас.% и индустриального масла 80 мас.% толщиной 0,15 мм. На среднюю часть литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 22 мас.% и индустриального масла 78 мас.% толщиной 0,25 мм. На верхнюю часть литейной формы наносят покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 22 мас.% и индустриального масла 78 мас.% толщиной 0,35 мм. Затем в литейную форму заливают расплавленный сплав. Расплав кристаллизуется, литейная форма остывает, отливку извлекают.

Способ направленного затвердевания металла в литейной форме с нанесенными на ее поверхность защитно-разделительными покрытиями, имеющими различный состав, включающий заливку в литейную форму расплавленного металла, отличающийся тем, что используют литейную форму, на нижнюю часть стенок которой нанесено покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида магния 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,1-0,2 мм, на среднюю часть стенок - покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,2-0,3 мм, а на верхнюю часть стенок - покрытие, состоящее из ультрадисперсного порошка оксида циркония 20-25 мас.% и индустриального масла 75-80 мас.% толщиной 0,3-0,4 мм.
СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ЗАЛИТОГО В ФОРМУ МЕТАЛЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
20.01.2013
№216.012.1bc1

Способ изготовления отливок из свинцовистых бронз

Изобретение может быть использовано в литейном производстве при литье мелкогабаритных и среднегабаритных изделий из свинцовистых бронз. Литейную форму, изготовленную из графита, нагревают до температуры 850-950°С в муфельной печи. Литейную форму извлекают из печи, производят заливку расплава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472599
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.05.2013
№216.012.3fe0

Способ формирования структуры многокомпонентных бронз

Изобретение относится к литейному производству. Литейную форму нагревают до температуры 550-650°С. Затем форму извлекают из печи и на ее поверхность наносят обмазку, содержащую, вес.%: индустриальное масло 70-80, графитовый порошок 10-15, ультрадисперсный порошок оксидов металлов 10-15. После в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481922
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2014
№216.012.c465

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары и может быть использовано в области температурных измерений с использованием термопар, в частности, в литейном производстве для определения скоростей охлаждения различных зон слитка при кристаллизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516036
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.08.2014
№216.012.ec75

Способ подготовки структуры стали к дальнейшей термической обработке

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии. Для повышения твердости и увеличения глубины прокаливаемости осуществляют предварительную обработку путем нагрева изделия выше критической точки стали, из которой изготовлено это изделие, выдержки и последующего охлаждения на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526341
Дата охранного документа: 20.08.2014
25.08.2017
№217.015.cd9c

Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла заключается в измерении термоЭДС, возникающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619798
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.de0b

Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля шероховатости поверхностного слоя металла контролируемого изделия. Устройство для неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла содержит нагреватель с возможностью теплового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624787
Дата охранного документа: 06.07.2017
Показаны записи 1-10 из 234.
10.02.2013
№216.012.2453

Способ мониторинга фундаментов электроприводов насосных агрегатов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов. Способ заключается в измерении виброперемещений фундамента в процессе эксплуатации. При этом производят установку не менее двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474801
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cb3

Электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии

Изобретение относится к энергетике, в частности к электроснабжению потребителей, подключенных к электроэнергетической системе, работающей на возобновляемых источниках энергии, и может быть использовано при организации электроснабжения ответственных потребителей переменного тока. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476970
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cc0

Способ определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для цифрового управления асинхронным двигателем. Техническим результатом является расширение арсенала средств аналогичного назначения. В способе определения оценки частоты вращения измеряют мгновенные величины токов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476983
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e9e

Способ количественного определения водорастворимых витаминов в и в методом вольтамперометрии на органо-модифицированных электродах

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля биологически активных добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации. В способе количественного определения водорастворимых витаминов B и B методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477465
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.32f1

Шихта для получения керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Технический результат изобретения заключается в повышении огнеупорности пигмента. Шихта для изготовления керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478584
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3459

Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения aubi

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478944
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД