RU1367286C

RU1367286C - Method of production of castings

Info

Publication number: RU1367286C
Authority: RU
Inventors: С.П. Конокотин; Г.М. Воронин; Н.И. Савинова; В.А. Щербаков; С.Ш. Рахлин
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Priority date: 1985-02-25
Filing date: 1985-02-25
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: chromium melt is poured in a ceramic mould or copper chill, which are preliminarily placed in the working space of a solenoid fed with industrial frequency three-phase current. A magnetic field coinciding with the direction of gravity forces acts on the melt in the mould and gating system. Travelling magnetic field continues acting on crystallized metal to a casting cooling temperature of 1300 C. As a result, a fine grain metal structure is obtained at an optimum use of magnetic field energy, shrink hole in the ingot is eliminated, which provides for wasteless utilization of metal. EFFECT: enhanced physical-mechanical properties of chromium.

Description

Изобретение относится к литейному производству, к кристаллизации металла в магнитном поле. The invention relates to foundry, to crystallization of a metal in a magnetic field.

Цель изобретения - повышение физико-механических свойств хрома. The purpose of the invention is to increase the physico-mechanical properties of chromium.

Выплавленный в вакууммно-индукционной печи расплав хрома заливают в керамическую форму или медный кокиль, помещенные в рабочий объем соленоида. Собранная обмотка соленоида из четырех катушек с полюсным шагом 30 мм, соединенных по схеме "Звезда", питается от силовой сети 380 В, 50 Гц. Крайние катушки соединены последовательно и принадлежат одной фазе. Обмотка соленоида разделена от кристаллизующегося металла водоохлаждаемым корпусом. Потребляемая мощность соленоида 8,8 кВт, что соответствует плотности тока в обмотке до 16 А/мм². Напряженность магнитного поля в рабочем объеме соленоида составляет 12000 Э. При габаритных размерах ⌀ - 290 мм, Н - 300 мм, соленоид весит 26 кг.Smelted in a vacuum induction furnace, the chromium melt is poured into a ceramic mold or copper chill mold, placed in the working volume of the solenoid. The assembled coil of a solenoid of four coils with a pole pitch of 30 mm, connected according to the Star circuit, is powered by a 380 V, 50 Hz power network. The extreme coils are connected in series and belong to the same phase. The coil of the solenoid is separated from the crystallizing metal by a water-cooled housing. The power consumption of the solenoid is 8.8 kW, which corresponds to a current density in the winding of up to 16 A / mm ² . The magnetic field in the working volume of the solenoid is 12,000 Э. With dimensions ⌀ - 290 mm, N - 300 mm, the solenoid weighs 26 kg.

Процесс кристаллизации состоит в следующем. The crystallization process is as follows.

В тигель вакуумной индукционной печи загружали шихту хрома. The charge of chromium was loaded into a crucible of a vacuum induction furnace.

В рабочий объем печи по заливку устанавливали соленоид и помещали в него форму из немагнитного материала. A solenoid was installed in the furnace’s working volume by pouring and a mold of non-magnetic material was placed in it.

Расплавленный металл заливают в форму с одновременным включением соленоида. The molten metal is poured into the mold with the simultaneous inclusion of a solenoid.

Пример способа получения пластичного хрома. An example of a method for producing plastic chromium.

В вакуумную индукционную печь типа УППФ устанавливали соленоид и помещали в его рабочий объем керамическую форму (блок с цилиндрическими образцами ⌀ - 15 мм, l - 150 мм) или медный кокиль. A solenoid was installed in a vacuum induction furnace of the UPPF type and a ceramic mold (block with cylindrical samples ⌀ - 15 mm, l - 150 mm) or a copper chill mold was placed in its working volume.

В плавильный тигель печи загружали шихту хрома марки ЭРХ. In the melting crucible of the furnace was loaded with a charge of chromium grade ERX.

После чего плавильный объем печи откачивали до Р_ост = 1 ^. 10^-1 мм рт. ст. - 1 х 10^-3 мм рт.ст. и напускали инертный газ (аргон) до Р_ост = 200 мм рт.ст.After which the melting volume of the furnace was pumped out to P _ost = 1 ^. 10 ^-1 mm RT. Art. - 1 x 10 ^-3 mm Hg and let inert gas (argon) to P _ost = 200 mm RT.article

Расплавление шихты массой 3-10 кг составило 20-35 мин. The melting of the charge weighing 3-10 kg was 20-35 minutes

В момент слива металла (при Т = 2020-2050^оС) в керамическую форму или медный кокиль в соленоиде создавали магнитное поле, питаемое трехфазным током напряженностью 9000 Э в направлении гравитационных сил.At the moment of pouring the metal (at Т = 2020-2050 ^о С) into a ceramic mold or a copper chill mold in the solenoid a magnetic field was generated, fed by a three-phase current of 9000 Oe in the direction of gravitational forces.

Для получения плотной и мелкозернистой структуры магнитное поле соленоида снимали отключением через 10-20 мин, т.е. по достижении температуры (1300^оС) кристаллизующегося металла, резко снижающей парамагнитную восприимчивость хрома.To obtain a dense and fine-grained structure, the magnetic field of the solenoid was removed by shutting off after 10-20 minutes, i.e. on reaching a temperature (1300 ° ^C) crystallizing metal, dramatically reducing the paramagnetic susceptibility of the chromium.

Предложенный способ позволяет получать мелкозернистую структуру металла за счет оптимального использования энергии магнитного поля соленоида, значительно повысить механические свойства (в 3 раза) и плотность металла (на 1,3% ), получать, кроме качественных слитков, заливаемых в медный кокиль, отливки с тонкостенными ребрами (сечением 0,3-1,0 мм), заливаемые в холодную керамическую форму при Т = 20^оС, что до настоящего времени не представлялось возможным при заливке керамических форм, подогретых до 1000^оС, и в холодные формы, получить равномерную структуру по химическому составу по всему сечению слитка и отливки, устранить усадочную раковину в слитке, что дает возможность безотходного использования металла.The proposed method allows to obtain a fine-grained metal structure due to the optimal use of the energy of the magnetic field of the solenoid, significantly increase the mechanical properties (3 times) and the density of the metal (1.3%), receive, in addition to high-quality ingots poured into a copper chill, castings with thin-walled ribs (0.3-1.0 mm cross-section), poured into cold ceramic form at T = ²⁰ ° C, which hitherto was not possible with casting ceramic molds, preheated to 1000 ^{° C} and in cold form, to obtain a uniform structure by chemical composition over the entire cross section of the ingot and casting; eliminate the shrinkage shell in the ingot, which makes it possible to use metal without waste.

Claims

METHOD FOR PRODUCING CASTINGS, mainly from chromium, including vacuum smelting and pouring the melt into the mold, exposure of the melt in the mold and the gating system with a traveling magnetic field with a direction coinciding with the direction of gravitational forces from the solenoid fed by a three-phase current of industrial frequency, subsequent crystallization and cooling the castings, characterized in that, in order to increase the physicomechanical properties of chromium, a traveling magnetic field is exposed to a cooling temperature of the castings 1300 ^o C.