169175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntvények inhomogén ötvözésére

169175 10 15 igénybevételének megfelelő eloszlásban olyan ötvözőkeveréket helyezünk el, amely az olvadékkal exoterm reakcióba lépő összetevőt, valamint az ötvözőelemek egy részét tartalmazza. Az ötvözőkeveréket olyan fémfóliába csomagoljuk, vagy dobozba helyezzük, amely maga is ötvözőelemet vagy az olvadékkal exoterm reakcióba lépő elemet tartalmaz. Az ötvözőelemek elhelyezkedését, illetve eloszlását a doboz, illetve a csomagolás alakjával is befolyásolni lehet. A találmány szerinti eljárás folyamatos öntőberendezésben is alkalmazható. Ezesetben az ötvözőkeveréket a berendezés kokillájába, illetve a rekrisztallizátorba lehet elhelyezni. Az öntvény előállítása során az öntőformába beömlő olvadék szintje egy idő után eléri a töltetet az ötvözőkeveréket és ekkor az exoterm reakciót biztosító anyag reakcióba lépése után megtörténik az ötvözőelemek beépülése. A heves 20 reakció az ötvözőelemet viszonylag szűk tartományban szórja szét. Ennek a tartománynak a mérete és alakja az ötvözőkeveréket tartalmazó burkolat, illetve doboz alakjával jól meghatározható. A találmány szerinti eljárással ily módon megoldható öntött munkadaraboknak tetszés szerinti helyi ötvözése, aminek eredményeképpen nem csupán a gyártási költségek csökkenthetők jelentős mértékben, hanem az előállított termék minősége is nagymértékben javul. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítását mutatja lyukasztó tüskék öntőformában történő előállításakor, a 2. ábra a találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítási módja, süllyesztek előállításánál, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott öntőforma III—III metszete, a 4. ábra pedig a 2. ábrán bemutatott öntőforma IV-IV metszete. 25 30 35 40 erősebb mangán ötvözés szükséges. A szerszám többi helyén viszont az említett 10: 1 MnC viszony létrehozása is fölösleges. Az 1 öntőformában a 2 töltet alumínium fóliába csomagolt keverék volt, amely fémmangánnal kevert alumínium reszelékből állt. A 2 töltet tubus alakú volt, és 3 rögzítőhuzal segítségével volt a szerszám csúcsának megfelelő helyen rögzítve. A 3 rögzítőhuzal az 1 öntőforma homokjába volt beszúrva. A 2 töltet elhelyezése után az 1 öntőformát lezártuk, és az említett összetételű alapötvözetet a 4 beöntőnyíláson át bevezettük. A kapott munkadarabban a mangán karbon arány a tüske csúcsánál elérte a 20 :1 értéket is, és a tüske szára felé folyamatosan csökkent. D = 140 mm és D = 220 mm átmérőjű lyukasztótüske öntésénél 15 mm átmérőjű alumínium tubusban helyeztük el a keveréket. A tubus hossza körülbelül 120 mm, az alumíniumfólia vastagsága 0,08 mm volt. A töltet a 140 mm-es, 40 kg súlyú lyukasztótüske esetén 480 g mangánt és 7,6 g alumínium reszeléket tartalmazott. Az 0 220 mm méretű, 105 kg súlyú tüskénél a töltet 1200 g mangán reszeléket és 21 g alumínium reszeléket tartalmazott. A tüskék összetétele megegyezett az alapötvözet összetételével, a csúcsnál (A pont) azonban a mangántartalom az 0140 mm-es tüskénél 21,2%, az 0 220 mm-es tüskénél 20,8% volt. Ez az érték folyamatosan csökkent a szár felé. A mangántartalom értékei a tengely mentén az alábbiak voltak (lásd 1. ábra): B = C = D = E = 17,5% 17,1% 16,1% 12,4% Látható, hogy a fenti módon pontosan a kívánt helyen lehetett elérni a szükséges ötvöző megjelenését, és az ötvöző eloszlása az alapötvözet felé egyenletesen változó gradienssel alakult ki. 1. példa Meleglyukasztó tüskéket állítottunk elő a találmány szerinti eljárással. Ismeretes, hogy az alakító szerszámok fontos ötvözője a mangán. Az általánosan optimálisnak elfogadott MnC viszony az ilyen ötvözeteknél 10 : 1. A találmány szerinti eljárással a szerszámot úgy állítottuk elő, hogy az alábbi összetételű alapötvözetet öntöttük be az öntőformába: 45 c 1,1% Mn 11,0% Cr 0,6% P = max 0,01% S = max 0,01% 50 55 60 Az öntőformában az 1. ábrán bemutatott módon ötvözőkeveréket helyeztünk el. Az előállítandó szerszám ugyanis elsősorban a csúcs közelében van erős igénybevételnek kitéve, így itt a szokásosnál 65 Az alumínium tubus szerepe az ismertetett technológiában nem csupán a beötvözendő mangán rögzítésére, és eloszlásának a burkolat alakjával történő szabályozása, hanem a beötvöződéshez szükséges hőmennyiség biztosítása is. Amikor ugyanis az 1 öntőformába beömlő olvadék emelkedő szintje a 2 töltet alumínium burkolatát eléri. megolvasztja azt és heves reakcióba lépve lehetővé teszi az adalékanyag beötvöződését. A burkolat alakja egyúttal meghatározza az ötvöző eloszlását is. A találmány szerinti eljárással kialakított tüskéket összehasonlítottuk hagyományos eljárással előállított lyukasztótüskékkel, és az üzemi kísérletek során azt tapasztaltuk, hogy a találmány szerint készített lyukasztótüskékkel 0100 mm méretű, A55 anyagú csőből 350 darab volt legyártható, míg a hagyományos lyukasztótüskével csupán 100 darabot tudtunk készíteni. Látható tehát, hogy a találmány szerinti eljárással készített szerszám élettartama több, mint háromszorosa a hagyományos szerszáménak. 2