×
17.04.2020
220.018.1567

Способ заделки дефектов в литых деталях из магниевых сплавов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам устранения пористости и восстановления герметичности в фасонных отливках из магниевых сплавов. Способ включает нанесение жидкого легкоплавкого металлического сплава на основе галлия при комнатной температуре на поверхность заделываемого дефектного участка литой детали в количестве, минимально необходимом для смачивания дефектного участка, последующее его распределение по поверхности литой детали инструментом, повреждающим поверхностную оксидную плену литой детали, проведение термической обработки при температуре 350-500°С и удаление с поверхности литой детали богатого галлием слоя путем ее зачистки абразивным материалом. Изобретение позволяет повысить прочность отливок путем восстановления герметичности ее поверхности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области литейного производства, конкретно к способам устранения пористости в фасонных отливках из магниевых сплавов для восстановления их герметичности.

Магниевые сплавы обладают широким интервалом кристаллизации, что способствует формированию микропористости при затвердевании отливок. Наиболее широко магниевые сплавы используются в авиастроении. По этой причине к изделиям из магниевых сплавов предъявляются высокие требования, в том числе по герметичности изделий, где наличие микропористости недопустимо. Поэтому, поскольку микропористость в магниевых отливках присутствует практически всегда, существует много способов ее ликвидации, в основном основанные на заварке дефектных мест в отливке или заполнении микропор различными герметизирующими составами.

Известен способ заварки дефектов в магниевых сплавах с использованием расходуемых электродов описанный в патенте RU 2050234 С1 который заключается в разделке дефектного места с последующей заваркой с использованием электрода из того же сплава или схожего по составу сплава. Недостатком данного способа является сложность технологии, требующая высокой квалификации сварщиков из-за опасности возникновения горячих трещин в зоне сварного шва, что значительно снижает механические свойства изделий.

Известны способы пропитки изделий различными веществами (синтетические смолы, натриевые соли жирных кислот), а также способ пропитки отливок жидким стеклом (патент US 3214287). Недостатком данных методов является использование сложного оборудования для пропитки, а также недостаточная прочность изделий в связи с низкими прочностными свойствами материалов используемых для пропитки.

Наиболее близким к заявляемому способу исправления дефектов решением являются способ пропитки изделий герметизирующей композицией состоящей из анаэробного герметика, эпоксидной смолы, отвердителя и металлического порошка (патент RU 2084323). Недостатком метода является невысокая проникающая способность, а значит неэффективность при устранении глубоких или сквозных пор.

Технической задачей патентуемого изобретения является создание нового способа заделки микропористости в литых деталях из магниевых сплавов пропиткой легокоплавкими металлическими сплавами с последующей термообработкой литых деталей.

Поставленная задача решалась тем, что разработан способ нанесения пропитывающего металлического легкоплавкого сплава на основе галлия, жидкого при температуре нанесения на поверхность заделываемого места магниевой отливки, заключающийся в том, что поверхность заделываемого участка отливки зачищается абразивным материалом в случае, если поверхность в дальнейшем не подвергается механической обработке, или подвергается черновой механической обработке, для чего на поверхность наносится легкоплавкий сплав в количестве минимально необходимом для смачивания всей поверхности дефектного участка, в качестве легкоплавких сплавов для пропитки предлагаются сплавы на основе галлия, после чего нанесенный сплав необходимо распределить по поверхности отливки металлической щеткой или аналогичным инструментом, повреждающим в процессе нанесения легкоплавкого сплава оксидную плену на поверхности отливки, в результате чего на поверхности отливки остается тонкий слой легкоплавкого сплава, после чего отливка помещается в печь для термообработки по режиму, который используется для магниевого сплава, из которого отливка изготовлена, при этом часть галлия, находящегося на поверхности отливки, затекает в поры и смачивает материал отливки, после чего начинается процесс растворения и изотермической кристаллизации связанный с тем, что галлий будет диффундировать в объем магниевого сплава отливки, а магний в галлиевый сплав, в результате поры будут загерметизированы, а галлий растворится в магниевом сплаве.

Техническим результатом является повышение прочности отливок за счет обеспечения заделки дефектов (пористости) магниевых отливок.

Технический результат достигается следующим образом.

Способ заделки дефектов в литых деталях из магниевых сплавов включает нанесение жидкого легкоплавкого металлического сплава при комнатной температуре на поверхность заделываемой литой детали, последующее его распределение по поверхности литой детали инструментом, повреждающим поверхностную оксидную плену литой детали, проведение термической обработки при температуре 350-500°С и удаление с поверхности литой детали богатого галлием слоя путем ее зачистки абразивным материалом.

Кроме того жидкий легкоплавкий металлический сплав распределяют по поверхности литой детали металлической щеткой или аналогичным инструментом.

Изобретение поясняется чертежом, где Фиг. 1 схема процесса заделки дефектов, где отливка 1, дефекты (поры) в отливке 2, легкоплавкий сплав на поверхности отливки 3, легкоплавкий сплав в порах 4, легкоплавкий сплав в порах с растворенным магниевым сплавом 5, магниевый сплав в порах 6, богатый галлием поверхностный слой 7.

На поверхность заделываемой литой детали наносят жидкий легкоплавкий металлический сплав вариативного состава при комнатной температуре (например, 92% галлий +8% олово или 76% галлий +24% индий или 97% галлий +3% цинк или 82% галлий +12% олово +6% цинк или 67% галлий +29% индий +4% цинк или 67% галлий +20,5% индий +12,5% олово или 62% галлий +25% индий +13% олово или 61% галлий +25% индий +13% олово +1% цинк, возможен другой химический состав). Пропитка осуществляется металлическим легкоплавким сплавом, обладающего повышенной, по сравнению с другими способами силой сцепления легкоплавкого пропитывающего металлического легкоплавкого сплава с материалом отливки за счет растворения магниевого сплава в легкоплавкой композиции и смачивания магниевого сплава легкоплавкой композицией. Также использование металлических легкоплавких композиций обеспечивает высокую прочность. На поверхность заделываемой отливки его распределяют по поверхности отливки металлической щеткой или аналогичным инструментом, повреждающим поверхностную оксидную плену отливки, после чего проводится термическая обработка, соответствующая материалу отливки. Далее, в процессе выдержки при температуре термообработки отливки, жидкость в порах исчезает в процессе изотермической кристаллизации, заменяясь твердыми фазами на основе магния, а поры залечиваются. В результате герметичность отливки восстанавливается. Далее производится зачистка поверхности отливки абразивным материалом, чтобы убрать богатый галлием слой.

Поверхность заделываемого участка отливки (1), Фиг. 1 с дефектами (пористостью) (2) зачищается абразивными материалами, в случае если поверхность в дальнейшем не подвергается механообработке или подвергается черновой механической обработке. Далее на поверхность наносится легкоплавкий сплав. В качестве металлических легкоплавких сплавов могут быть использованы следующие сплавы на основе галлия:

Данные составы металлических легкоплавких сплавов выбраны по причине того, что при комнатной температуре они находятся в жидком состоянии, что значительно упрощает работу с ними. После нанесения легкоплавкого сплава его необходимо распределить по поверхности отливки металлической щеткой или аналогичным инструментом, повреждающим поверхностную оксидную плену отливки. В месте нарушения оксидного слоя происходит смачивание поверхности отливки. В результате на поверхности отливки должен быть нанесен тонкий слой легкоплавкого сплава (3). Далее отливка помещается в печь для термообработки по режиму, который используется для магниевого сплава, из которого отливка изготовлена. При этом часть легкоплавкого сплава находящегося на поверхности отливки затекает в поры (4) и смачивает материал отливки. Например, температура нагрева магниевого сплава МЛ5 под закалку составляет примерно 420°С. В соответствии с диаграммой состояния Mg-Ga в галлии должно раствориться до 30% мас. магния. То есть объем легкоплавкой композиции (5) немного увеличится. После полного растворения, начинается процесс изотермической кристаллизации связанный с тем, что галлий будет диффундировать в объем магниевого сплава отливки. Это приведет к дальнейшему снижению содержания галлия и других легирующих элементов в легкоплавком сплаве и повышению содержания магния. Хорошей диффузии будет способствовать большая площадь поверхности контакта между магниевым сплавом отливки и легкоплавким сплавом, а также высокий коэффициент диффузии галлия. Сам галлий и сплавы на его основе являются достаточно хрупкими, но изотермическая кристаллизация и последующее распределение галлия в структуре магниевого сплава приведут к практически полному исчезновению фаз на основе галлия и переход его в магниевый твердый раствор, чему способствует высокая растворимость галлия в твердом магнии, до 12% мас.

После окончания термообработки отливки в порах должен находиться магниевый сплав (6) образовавшийся в результате изотермической кристаллизации и диффузии галлия в магниевый сплав отливки. Поверхность должна быть зачищена абразивными материалами, если не предполагается дальнейшая механическая обработка или проводится чистовая механическая обработка для удаления богатого галлием поверхностного слоя (7). Это необходимо, чтобы убрать с поверхности излишки галлия.

Положительным эффектом предлагаемого способа является:

- отсутствие горячих трещин в отливке, так как способ не предполагает плавления ремонтируемого участка отливки, как это происходит при заварке;

- высокая прочность материала отливки в месте исправления дефектов, так как в момент термообработки происходит смачивание материала отливки легкоплавким сплавом, что обеспечивает высокую силу сцепления между материалом отливки и легкоплавким сплавом. Также прочность обеспечивается за счет растворения галлия в магниевом сплаве отливки и сохранении исходной структуры сплава (отсутствие хрупких фаз на основе галлия).


Способ заделки дефектов в литых деталях из магниевых сплавов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 322.
20.06.2016
№217.015.03df

Оправка прошивного стана

Изобретение относится к области обработки металлов давлением на станах винтовой прокатки. Оправка имеет переменный профиль. Возможность удаления дефектов непрерывнолитой заготовки, уменьшение разностенности получаемых гильз обеспечивается за счет того, что в оправке с переднего торца,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587702
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.04.2016
№216.015.2b53

Способ изготовления струеформирующих сопел

Изобретение относится к области производства струеформирующих сопел, которые могут быть использованы для очистки поверхностей, удаления покрытий, создания шероховатости на поверхности, для резки и разделения материалов. Способ включает формирование рабочего отверстия в композиционном алмазном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579598
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2b79

Усиливающий сверхпроводящий метаматериал

Использование: для сверхмалошумящего усиления слабых радиотехнических сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что усиливающий сверхпроводящий метаматериал состоит из гальванически связанных элементарных ячеек, смещенных постоянным током и проявляющих эффект квантовой интерференции с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579813
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2c52

Способ акустического каротажа

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579820
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cca

Способ извлечения золота из руд

Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ извлечения золота включает цианирование руды при измельчении. В мельницу последовательно подают при соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 предварительно дробленную до крупности фракций от 2 мм до 4 мм руду, добавку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579858
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cd6

Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579866
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2d7d

Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Fe-Si в виде тонколистового проката, фольги, листов, плит, прессованных профилей, проволоки и др. Из деформированных полуфабрикатов могут быть получены изделия, предназначенные для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579861
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e9d

Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580316
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3217

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, который включает электроискровую обработку поверхности подложки обрабатывающим электродом, следующего состава (вес. %):биоактивная добавка - 5-40,антибактериальная металлическая добавка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580628
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.321e

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, включающий электроискровую обработку поверхности токопроводящей подложки обрабатывающим электродом, состоящим из биоактивной добавки в количестве 5-40 вес.%;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580627
Дата охранного документа: 10.04.2016
Показаны записи 1-10 из 29.
27.03.2013
№216.012.3131

Термостойкий литейный алюминиевый сплав

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления отливок, предназначенных для получения деталей ответственного назначения, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 300-350°С, автомобильных двигателей, деталей водозаборной арматуры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478131
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.06.2013
№216.012.489c

Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С, деталей летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, деталей спортинвентаря и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484168
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ca1

Литейный алюминиевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении крупногабаритных отливок сложной формы, предназначенных для изготовления деталей ответственного назначения, в частности корпусов редукторов, применяемых в авиастроении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485199
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.12.2013
№216.012.910b

Способ термообработки отливок из сплавов на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термообработки отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°С, в частности лопаток газотурбинных двигателей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502824
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9eb5

Литейный магниевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе магния, и может быть использовано при получении деталей для авиакосмической промышленности, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С и 250°С кратковременно. Литейный сплав на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506337
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.05.2014
№216.012.c1fe

Способ получения сплавов на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе титана, плавка и разливка которых проводится в вакуумных дуговых гарнисажных печах. Способ получения сплава на основе титана с содержанием бора 0,002-0,008 мас.% включает проведение плавки в вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515411
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.06.2014
№216.012.d4cf

Сплав на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе гамма-алюминида титана и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения сплава на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520250
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.07.2014
№216.012.dfaf

Способ получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 700°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523049
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.06.2015
№216.013.50a6

Способ компьютерного проектирования технологического цикла производства металлопродукции

Изобретение относится к компьютерному проектированию технологического процесса производства металлоизделий, состоящего из последовательности процессов: получения заготовки литьем, обработки давлением и термообработки литой заготовки. Технический результат - повышение вариативности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552167
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.08.2015
№216.013.6a09

Литниковая система для центробежного фасонного литья с вертикальной осью вращения

Изобретение относится к области литейного производства. Литниковая система содержит центральный стояк с расширяющейся нижней частью, горизонтальные литниковые ходы, вертикальный литниковый ход, литниковые питатели отливки, центральный металлоприемник, горизонтальный кольцевой коллектор....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558698
Дата охранного документа: 10.08.2015
+ добавить свой РИД