Литейная форма

Изобретение относится к области литейного производства. Форма содержит прибыль, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы. Экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены по контуру прибыли. Общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении: Σmэ=(0,0625…0,125)Мм, где Σmэ - масса всех экзотермических элементов, кг; Мм - масса металла в прибыли, кг. Достигается повышение качества стальных отливок. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к конфигурации литейных форм, содержащих полости прибыли с экзотермическим обогревом, применяемых в производстве стальных отливок.

Из уровня техники известны различные по составу, конфигурации и исполнению прибыли с экзотермическим обогревом. Известна прибыль, содержащая экзотермические элементы (патент RU №2084307, «Обогреваемая прибыль», МПК6: B22C 9/08, опубл. 20.07.1997 г.).

Однако такие прибыли имеют существенные недостатки:

- сложность изготовления элементов из экзотермических и экзотеплоизоляционных смесей, а также литейной формы в целом;

- невозможность обеспечения производства точной расчетной модельной оснастки для изготовления обогреваемой прибыли при большом разнообразии отливок по массе, габаритам и конфигурации;

- высокие затраты на реализацию в связи с большим количеством индивидуальной для каждой отливки оснастки;

- практически невозможно обеспечить высокое качество отливок (плотность), когда максимальный объем металла прибыли равен объему питаемой части отливки, умноженной на коэффициент объемной усадки, и гарантированному запасу, который возникает за счет расходования металла из стояка.

Известна прибыль с газопроводящим стержнем, заполненным экзотермической смесью (патент RU №2192331, «Способ получения стальных отливок», МПК7: B22D 27/06, опубл. 10.11.2002).

Однако такие прибыли имеют существенные недостатки:

- низкую эффективность и связанный с этим большой расход экзотермической смеси;

- большое разнообразие типоразмеров оболочек, так как для каждой конкретной отливки требуется своя определенная оболочка;

- для изготовления таких оболочек требуется разнообразная технологическая оснастка, что снижает технологические возможности такого процесса;

- при большой номенклатуре отливок усложняется не только изготовление экзотермических элементов и оснастки для них, но и хранение;

- в результате перечисленных недостатков снижается экономическая эффективность литейного производства.

В качестве прототипа выбрана литейная форма, содержащая прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы (патент RU №2015835, «Способ изготовления прибыльной части литейной формы», МПК5: B22D 27/06, опубл. 15.07.1994 г.). Такой вид литейных форм не получил широкого распространения по причине, главным образом, неудобства технологического исполнения:

- сложность изготовления и размещения экзотермических элементов при всех указанных способах исполнения;

- снижение теплового эффекта вследствие неполного сгорания вынесенных в отдельные верхние камеры экзотермических элементов;

- для каждой отливки требуется своя экзотермическая смесь и типоразмер экзотермического элемента;

- все формы экзотермических элементов и их размещение в полостях прибылей носят скорее теоретическое предназначение, чем практическое исполнение.

В основу изобретения положена техническая задача расширения технологических возможностей применения экзотермических элементов и стабильного повышения качества стальных отливок с одновременным снижением расхода жидкого металла и повышения технологического выхода годного (ТВГ).

Поставленная техническая задача достигается тем, что в литейной форме, содержащей прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы, согласно изобретению экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены горизонтально по условному контуру прибыли.

Другой особенностью изобретения является то, что общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении:

∑mэ=(0,0625…0,125)Мм,

где ∑mэ - масса всех экзотермических элементов, кг,

Мм - масса металла в прибыли, кг.

Кроме того, полости экзотермических элементов совпадают с выпорами в литейной форме.

Технический результат предлагаемого изобретения выражается в обеспечении следующих преимуществ:

- простота изготовления и размещения экзотермических элементов в полости прибыли, что расширяет технологические возможности обогрева прибылей;

- расширение возможности использования экзоэлементов одного и того же типоразмера для десятка отливок с различной массой и конфигурацией, что повышает степень унификации;

- значительное снижение количества оснастки для изготовления экзоэлементов;

- снижение производственных площадей для изготовления и накопления экзоэлементов, а также хранения оснастки для их изготовления;

- повышение эффективности экзоэлементов за счет увеличенной площади поверхности контакта их с металлом и уменьшенной теплоотдачи в литейную форму;

- стабильность процесса сгорания экзоэлементов с выделением тепловой энергии и выхода годного в пределах 75-85%.

При уменьшении массы экзоэлемента ниже нижнего предела - 0,0625Мм, где Мм - масса металла в прибыли, кг, не обеспечивается необходимый перегрев металла в прибыли, а при массе экзоэлемента выше верхнего предела 0,125 Мм экзоэлемент не прогревается до температуры воспламенения и сгорает без эффекта для прибыли.

Полости в экзоэлементах и их совпадение с выпорами в литейной форме обеспечивают выход газа в период заливки полостей металлом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез прибыли с установленными экзотермическими элементами в литейной форме, на фиг.2 - разрез по А-А в плане, фиг.3 - модель прибыли с нишами для фиксирования экзотермических элементов и моделями (штырями) для выполнения выпоров.

Заявляемое устройство, показанное на фиг.1, содержит полость с расплавленным металлом прибыли 1 в литейной форме 2 с экзоэлементами 3, выполненными с внутренней полостью 4. Внутренняя полость 4 совпадает с выпором 5.

На фиг.2 показан пример расположения 4-х экзоэлементов 3 в литейной форме 2. Количество и типоразмеры экзоэлементов 3 выбирают из соотношения их суммарной массы к массе металла в прибыли.

Экзоэлементы 3 изготавливают по известной технологии литейных стержней ручным и машинным способами из известной экзотермической смеси, в состав которой входят термит и технологические добавки. Для оформления прибыльной части используются различные смеси, но лучше использовать холоднотвердеющие смеси (ХТС) с последующей их вибрацией для уплотнения.

Изготовление литейных форм с прибылями, обогреваемыми экзотермическими элементами согласно заявляемому изобретению, начинается с установки модели прибыли 6 (фиг.3) с нишами 7 и моделями выпоров 8, по которым, как по направляющим, устанавливаются экзоэлементы 3 в ниши модели прибыли 6. После размещения всех экзоэлементов 3 засыпается (заливается) формовочная смесь, уплотняется вибрацией, и после отверждения модель прибыли 6 удаляется, а экзоэлементы 3 сохраняют свое первоначальное положение, как показано на фиг.1 и 2.

Промышленная применимость

Предлагаемое устройство может быть использовано в литейном производстве при изготовлении прибылей с экзотермическим обогревом, применяемых в производстве стальных отливок.

1. Литейная форма, содержащая прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме, выпоры и экзотермические элементы, отличающаяся тем, что экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены по контуру прибыли.

2. Литейная форма по п.1, отличающаяся тем, что общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении:
Σmэ=(0,0625…0,125)Мм,
где Σmэ - масса всех экзотермических элементов, кг;
Мм - масса металла в прибыли, кг.

3. Литейная форма по п.1, отличающаяся тем, что полости экзотермических элементов совпадают с выпорами в литейной форме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отливке стальных деталей в разовых песчано-глинистых формах. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье по выплавляемым моделям. .

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении отливок из черных и цветных сплавов. .

Изобретение относится к металлургии цветных и черных металлов и может быть использовано для рафинирования расплавленного металла от газообразных и твердых неметаллических примесных включений.

Изобретение относится к литейному производству

Изобретение относится к литейному производству

Изобретение относится к литейному производству

Изобретение относится к металлургии, к литейному производству, в частности к очистке металла от неметаллических включений при производстве отливок из черных сплавов

Изобретение относится к литейному производству. Литниковая система содержит литниковую чашу, вертикальный стояк, зумпф, шлакоуловитель с питателями, дроссель и зумпф-вставку. Зумпф-вставка изготовлена из стержневой смеси и размещена под вертикальным стояком в нижней полуформе. Зумпф-вставка имеет П-образную форму и состоит из центральной и боковых частей. В центральной части зумпф-вставки выполнен зумпф, а с обеих сторон зумпфа на трех внутренних поверхностях зумпф-вставки размещены два дросселя. Дросселя имеют вид треугольных призм и выполняют функцию концентраторов напряжения. Боковые части зумпф-вставки являются частью шлакоуловителя. Вертикальный стояк размещен по центру формы над шлакоуловителем, расположенным по обе стороны вертикального стояка симметрично его оси. Обеспечивается облегчение разделения литниковой системы на части на выбивной решетке. 1 ил.

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. Центральный металлоприемник выполнен в форме квадрата и расположен в нижней части литниковой системы. В углах центрального металлоприемника располагаются горизонтальные литниковые ходы, соединяющиеся с вертикальным литниковым ходом. Литниковая система содержит по крайней мере не менее 4 литниковых питателей отливки, расположенных в горизонтальной плоскости под углом от 90 до 0 градусов относительно вектора скорости центробежного вращения формы. Обеспечивается повышение качества пропускной способности металлоприемника и движение расплава без дополнительного сопротивления. 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству. Литниковая система содержит приемную чашу 1, вертикальный колодец 2 с дросселирующим элементом 3 и зумпфом 4. От вертикального колодца 2 отходят нижние 5 и верхние 7 питатели, соединенные кольцевыми коллекторами 8. Нижние питатели 5 направлены под углом до 15 градусов к горизонтали, что обеспечивает равномерную скорость заполнения и затвердевания отливок, расположенных вертикально. Верхние питатели 7 обеспечивают выход газов при заполнении и подпитку прибылей отливок горячим сплавом. Обеспечиваются равные условия заполнения и затвердевания каждой лопатки в блоке для получения плотных отливок. 4 ил.

Изобретение относится к области литейного производства

Наверх