Способ литья под регулируемым давлением и устройство для его осуществления
Сущность изобретения: форму 5 устанавливают на крышке 3 тигля 2 и прогоняют сжатый газ через тигель над поверхностью металла в нем. Газ, нагреваясь от металла, подогревает форму. Затем форму с тиглем переворачивают на 180°. Поскольку в форме и тигле благодаря системе 7 поддерживается одинаковое избыточное газовое давление , заполнение формы происходит под действием металлостатического напора металла в тигле. В момент окончания заливки газ продолжают нагнетать в тигель, в котором создается давление, поддерживаемое до конца затвердевания отливки. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕI+lb!A КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь! ! ъ (21) 4851696/02 (22) 19.07.90 (46) 07.09.92. Бюл. М 33 (71) Нижегородский политехнический институт (72) Ю.И.Трифонов. Г.И.Тимофеев и M.Þ.Òðèôîíoâ (56) Авторское свидетельство СССР N 528996, кл. В 22 017/00, 1976. Авторское свидетельство СССР М 876283, кл. В 22 0 18/04, 1981. (54) СПОСОБ ЛИТЪЯ ПОД РЕГУЛИРУЕМЪ|М ДАВЛЕНИЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ „„Я „„175у542 А1 (57) Сущность изобретения: форму 5 устанавливают на крышке 3 тигля 2 и прогоняют сжатый газ через тигель над поверхностью металла в нем. Газ, нагреваясь от металла, подогревает форму. Затем форму с тиглем переворачивают на 180 . Поскольку в форме и тигле благодаря системе 7 поддерживается одинаковое избыточное газовое давление, заполнение формы происходит под действием металлостатическога напора металла в тигле. В момент окончания заливки газ продолжают нагнетать в тигель, в котором создается давление, поддерживаемое до конца затвердевания отливки.1 ил. емкость для дозы расплава и металлопровод, который выполнен за одно целое с гер- 10 метиэируемой емкостью в виде разъемного емкостью в виде разъемного кокиля и высо- 20 кой теплопроводности последнего. Наиболее близким к предлагаемому по 40 контакта расплава с донной частью литей- 55 ной формы, а это, s свою очередь, приведет Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под регулируемым давлением, используемому для изготовления отливок в условиях серийного производства, Известен способ литья под регулируемым давлением; осуществляемый в устройстве, включающем герметиэируемую кокиля. Недостатком этого решения является очень короткое время, отведенное для осуществления процесса, т.к. доза металла, залитого в герметизируемую емкость, практически мгновенно теряет свою жидкоподвижность иэ-за сильно развитой поверхности контакта ее с герметизируемой технической сущности и достигаемому результату является способ, осуществляемый в установке. Способ включает поворот формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси и заполнение формы жидким металлом под действием металлостатического напора при подаче сжатого газа в тигель. Под давлением сжатого воздуха и столба расплава жидкий металл вытесняется из тигля в полость л пейной формы, Угол наклона печи должен быть таким, чтобы предотвратить попадание воздуха в форму. Устройство для осуществления способа включает тигель с крышкой, металлопровод, форму с литниковым каналом, установленную на крышке, привод поворота формы с тиглем вокруг горизонтальной оси, систему подачи сжатого газа в тигель. Расплав выдерживают под давлением до полной кристаллизации его в форме, затем давление воздуха сбрасывают, а ус.«новку возвращают в исходное положеffие. Недостатком этого решения является не всегда удовлетворительная заполняемость форм, что ограничивает возможность изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок. При заливке каждой последующей формы происходит захолаживание расплава и снижение температуры заливки его в форму, как результат K снижению заполняемости полости литейной формы, что может послужить причиной образования незаливов или неспаев, а вероятность их образования будет тем выше, чем сложнее отливка и чем тоньше и протяженнее ее стенки. Целью изобретения является улучшение заполняемости форм и оасширение технологических возможностей за счет изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок. Для этого в способе литья под регулируемым давлением, включающем поворот формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси и заполнение формы жидким металлом под действием металлостатического напора при подаче сжатого газа в тигель, до поворота формы с тиглем сжатый газ прого5 няют через тигель над поверхностью жидкого металла и форму для ее прогрева, а после прогрева форму с тиглем поворачивают на 180О. В устройстве для осуществления способа, содержащем тигель с крышкой, металлопровод, форму с литниковым каналом, установленную на крышке, привод поворота формы r. тиглем вокруг горизонтальной оси, систему подачи сжатого газа в тигель, 5 металлопровод выполнен в крышке в виде перевернутой литниковой воронки, больший диаметр которой равен диаметру тигля, а меньший — диаметру литникового канала формы, при этом система подачи сжатого газа замкнута через полости тигля и формы, На чертеже приведена схема устройства в период прогрева полости литейной формы восходящим газом, нагретым в 5 результате контакта его с расплавленным металлом. Устройство включает герметичную печь 1 с электронагревателем, тигель 2, крышку 3. металль.ровод 4, литейную форму 5, устройство 6 крепления формы 5, систему 7 подачи сжатого газа, вакуум-манометр 8, маномс р 9,механизм 10 поворота печи 1, баллон 11 с сжатым газом и вентиль 12. Металлопровод 4 выполнен в крышке 3 в виде перевернутой литниковой воронки, больший диаметр которой равен диаметру тигля, а меньший — диаметру литникового канала 13 стояка 14 формы 5. Система 7 через трубопроводы 15 и 16 и вентилятор 17 замкнута через полости тигля 2 и формы 5. Способ осуществляют следующим путем. В исходном положении форма 5 снята. В тигель 2 через литниковую воронку (металлопровод 4) заливают металл. Форму 5 устанавливают на место и крепят устройством 6. Из баллона 11 с сжатым газом под давлением 0,5 атм. заполняют систему 7 и контур тигель-форма через трубопровод 15. Давление контролируется по манометрам 8 1759542 и 9. Включают вентилятор 17. Газ, нагретый в результате контакта с жидким металлом, под действием вентилятора 17 начинает циркулировать по замкнутой системе..прогревая внутреннюю полость литейной формы 5. После прогрева формы 5, не выключая вентилятора 17, включают механизм 10 поворота печи 1. Заливку формы 5 при наличии избыточного давления газа как в тигле, над зеркалом металла, так и в полости литейной формы 5, осуществляют только под действием металлостатического напора металла в тигле, максимальная величина которого достигает при повороте печи на 180 . В момент окончания заливки формы 5 вентиль 12 переводят в положение "Открыто". размыкающее систему 7 подачи газа, при этом вентилятор 17 продолжает работать, нагнетая газ теперь уже в атмосферу, создавая тем самым раэряжение в литейной форме 5, Газ иэ баллона 11 продолжает поддерживать давление над зеркалом металла в тигле 2, но уже через трубопровод 16, создавал дополнительное (к металлостатическому напору) избыточное давление на металл в форме до полного его затвердевания. Величина дополнительного давления может регулироваться от О до 1,5 атм. с учетом металлостатического напора столба жидкого металла в тигле 2. После выдержки, необходимой для затвердевания отливки, вентилятор 17 выключаетсл, давление газа сбрасывается, установка возвращается в исходное положение. После установки и крепления новой формы цикл повторяется. На предлагаемой установке возможен и второй вариант заливки литейных форм — с противодавлением. Для этого необходимо перед началом заливки формы, после ее прогрева, вентилятор 17 выключить, а вентиль 12 оставить в положении "закрыто". Тогда заполнение формы металлом будет происходить под действием разности давлений в тигле 2 и форме 5. Пример. Осуществление способа литья под регулируемым давлением отливки "волнонад". Материал отливки - алюминиевый сплав АЛ9, габаритные размеры: 0 =100 мм, 1 =- 250 мм, Преобладающая толщина стенки отливки 3 мм. При давлении газа в 3,3 атм. отливка должна быть герметичной. В разогретый силицированный тигель 2 через литниковую воронку (металлопровод) 4 заливают жидкий металл с температурой 740 С. На крышку 3 устанавливают литейную форму 5 так, чтобы ось приемной чаши литникового стояка в форме 5 совпала с осью металлопровода. и крепят ее. Форма 5 представляет собой оболочку, полученную по выплавляемой модели, установленную в опоку с опорным наполнителем, Вентиль 12 5 устанавливают в положение "закрыто". Из баллона 11 систему 7 и контур печь-форма через трубопровод 15 заполняют сжатым газом (аргоном) под давлением 0,5 атм. Включают вентилятор 17. За счет циркуля10 ции постоянно подогреваемого от зеркала металла сжатого газа, внутреннюю поверхность полости формы 5 нагревают до 120 С. Включают привод механизма 10 поворота печи 1 и производят заливку формы 5. При15 чем начальный период заливки формы 5 металлом осуществляют при наличии давления инертного газа 0,5 атм. как в печи, так и в форме, которое контролируется при помощи манометра 9 и вакуумманометра 8 20 соответственно. В момент полного заполнеНия (перекрытия) приемной чаши литникового стояка 14 металлом (визуально этот момент определяют по вакуумманометру 8 снижением 25 величины давления газа в форме). Вентиль. 12 переводят в положение "открыто", При этом сжатый газ иэ баллона 11 продолжает оказывать давление на зеркало металла в тигле 2, но уже через трубопровод 16, вели30 чина этого давления регулируется от Ода 1.5 атм. с учетом металлостатического напора столба жидкого металла в тигле 2. Вентилятор 17 продолжая работать, откачивает газ иэ полости формы 5 и выбрасывает его в 35 атмосферу, создавая тем самым незначи тельное разрежение в форме 5. После выдержки, необходимой для эатвердевания отливки, давление в системе сбрасывается, печь воэв,"=: вдается в исходное положение, 40 залитая ф; рАа с установки снимается и устанавли" ".тся новая. Цикл повторяется. Способ позволяет улучшить условия заполнения формы жидким металлом и расширить технологические возможности 45 процесса, без применения традиционного металлопровода, под регулируемым давлением, как с противодавлением. так и без него, изготавливать отливки, Формула изобретения 50 1. Способ литья под регулируемым давлением, включающий поворот формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси и заполнение формы жидким металлом под действием металлостатичес кого напора при 55 подаче сжатого газа в тигель. о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью улучшения заполняемости форм и расширения технологических возможностей эа счет изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок, до поворота формы с тиг1759542 Составитель Ю. Трифонов Редактор E. Полионова Техред M,Moðãåíòàë Корректор А. Козориэ Заказ 3139 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лем сжатый газ прогоняют через тигель над поверхностью жидкого металла и форму для ее прогрева, а после прогрева форму с тиглем поворачивают на 180О. 2. Устройство для литья под регулируемым давлением, содержащее тигель с крышкой. металлопровод, форму с литниковым каналом, установленную на крышке, привод поворота формы с тиглем вокруг горизонтальной оси, систему подачи сжатого газа в тигель, отличающееся тем,что,сцелью улучшения заполняемости форм и расширения технологических воэможностей за счет изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок, металлопро5 вод выполнен в крышке в виде перевернутой литниковой воронки, больший диаметр которой равен диаметру тигля, а меньший — диаметру литникового канала формы, при этом система подачи сжатого 10 газа выполнена замкнутой через полости тигля и формы.
