Устройство для ультразвуковой обработки расплава

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii973233 (6I ) Дополнительное к ант. свил-ву (22) Заявлено 29.04.81(2 I ) 3,300219/22-02 (S l ) M. Кл.

В 22 D 27/08:

В 22 D 1/00//

С 22 3/02 с присоелинением заявки Ж

Государственный комнтет (23) Приоритет по делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень № 42 (53) УДК Å21. .746.58 (088.8) Дата опубликования описания 15,11,82

В. П. Каргинов, Г. E. Белай, В. Т. Куликов, В. П. Литвак и А. А. Домпо (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена металлург (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ У

ОБРАБОТКИ РА

Изобретение относится к литейному производству, а именно к установкам для обработки жидкого металла.

Известно устройство для ультразвуковой обработки металла; включающее ультразвуковой генератор, кольцевой магнитострикционный преобразователь, стакан-излучатель, литниковую систему (1 1 ..

Однако в данном устройстве акустическая энергия от преобразователя непо- средственно сообщаетсястакану-излучате-10 лю,в котором помещен обрабатываемый металл, и этим самым устройство пе позволяет увеличить мощность подводимых ультразвуковых колебаний и интенсифици15 ровать процесс обработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дегаго зации расплава с помощью ультразвуко-. вых колебаний, которое включает генератор, преобразователи с волноводами-концентраторами, передающими акустическую энергию к узкому кольцу, взаимодействующему с литниковой воронкой (2 1, Однако в этом устройстве происходит рассеивание акустической энергии из за трансформации продольных колебаний в волноводе в поперечные колебания литниковой воронки и закупорка сливного канала .вследствие намораживання расплава на холодную стенку литниковой воронки.

Целью изобретения является уменьшение потерь акустической энергии и интенсификация процесса обработки.

Поставленная цель достигается тем, что r,у; с.тTройстве для ультразвуковой обработки расплава, включающем генератор, магнитострикционный преобразователь с волноводом-концентратором, кольцо-излучатель, литниковую воронку, кольцо-излучатель выполнено совместно с литниковой воронкой, вокруг которой по внешней поверхности установлен нагре ва тельный элемент, при этом высоту литниковой воронки и ее средний диаметр определяют

3 зователи 9 и 10, волноводы-концентраторы 7 и 8, литниковую воронку 3 с учетом присоединенной массы расплава; подогрев литниковой воронки 3 с приемником расплава 2 и сливным каналом 4 индуктором 5 посредством ВЧ-генератора до температуры в пределах 0,5-0,8 температуры солидус расплава. При получении отливок расплав 11 из разливочного устройства 1 попадает в приемник расплава

2 литниковой воронки 3. При движении расплава в литниковой воронке 3 от приемника расплава 2 к сливному каналу 4 в нем под действием ультразвуковоГо поля, переданного от магнитострикционных

:преобразователей 9 и 10 через волноводы 7 и 8, кольцо 6 и воронку 3, проис,ходят процессы дегазации, процессы разрушения до зародышевых структур жидкости (предзон выделения), равномерное распределение примесей и легируюших элементов по обьему и др. В результате этих процессов расплав 11 на выходе сливного канала 4 г меет значительно лучшие характеристики, чем без ультразвуковой обработки.

Выполнение литниковой воронки совместно с кольцом-излучателем и волноводами-концентраторами исключает акустические потери, Выбор оптимальных размеров воронки и предварительное согласование всей акустической системы с ультразвуковым генератором гарантируют высокое качество ультразвуковой обработки расплава, Подогрев литниковой воронки при ее ьзаимодействии с индуктором до температур 0,5-0,8 солидус расплава благоприятно сказывается на прохождении расплава через литники. При этом образование намороженной корочки на воронке, закупорка сливного канала и схватывание жидкого металла с воронкой не происходит.

Применение предлагаемого устройства для ультразвуковой обработки расплава позволяет уменьшить потери акустической энергии и ускорить процесс обработки расплава.

3 9 (323 л jl х Л из cooTíñèèeíè

6 4. 6 4 где Л.г - длина волны поперечных колебаний, h>-длина волны продольных колебаний, а угол полураствора конуса литниковой воронки равен 20-45, Размеры литниковой воронки выбраны из следующих посылок. Меныние размеl«1 ры высоты —, диаметра среднего се6 г 10

Л2 чения и угла полураствора конуса

20 обусловлены минимальньъ1 временем нахождения заданной порции расплава в ультразвуковом поле, при занижении эчих 15 величин э- гфективность ультразвуковой обработки расплава резко .падает, При превышении большего размера высоты литцпковои воронки. происходит допол- л„ и нительное рассеивание энергии из-за паразитньгх, в данном случае поперечных колебаний, при превышении большего разг

Лг мера диаметра — акустлческая система

1 25 выходит из резонансного режима, уменьшается мощность ультразвукового поля.

Все это в полной мере касается и большего размера угла полураствора конуса 45

На чертеже схематически представлено устройство для ультразвуковой обработки расплава в процессе разливки металла.

Устройство для ультразвуковой обработки расплава соспоит из разливочного устройства 1, приемника расплава 2, 35 которым служит верхняя часть литниковой BopoHIcH 3, имеющей сливной канал

4, индуктора 5 для подогрева литниковой воронки 3, кольца-излучателя 6, волно40 водов-концентраторов 7 и 8 магнитострикциоцпых преобразователей 9 и 10. Литпцковая воронка 3 совмещена с кольцомизлучателем 6, которьъ оканчиваются волцоводы-концентраторы 7 и 8, ьзаимодействующие с соответствующими магни45 тострикционными преобразователями 9 и

l0. Питание установки осуществляется: магпптострикционных преобразователей

9 и 10 - от ультразвукового генератора (УЗГ), индуктора 5 — от высокочастотного генератора (ВЧ-генератора) .

Устройство для ультразвуковой обработки расплава работает следующим образом.

Перед разливкой металла производятся подготовительные операции, направленные на согласование УЗГ с резонансной акустической системой, вкюпочаюшей преобраФормула изобретения

Устройство для ультразвуковой обработки расплава, включающее генератор, магнитострикционный преобразователь с волноводом-концентраторрм, кольцо-излучатель, литниковую воронку, о т л и — ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь акустической энергии

5 973233 и интенсификации процесса обработки, кольцо-излучатель выполнено совместно с литниковой воронкой, вокруг которой но внешней поверхности установлен на= гревательный элемент, при этом высоту литниковой воронки и ее средний диаметр определяют из соотношений:

6 4 6 4

МУ)Г

ENf

I днюем

Составитель В. ГУРкин р О» Персиянцева Техред E. (ари ончик КорР ктоР

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государст енного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Унтород, ул. Проектная, 4 где В1 — длина волн поперечных колебаний, A g — длина волны продольных колебаний, а угол полураствора конуса литниковой воронки равен 20-4 ..

Источники информации, S принятые во внимание при экспертизе

1. Васин Л. К. и др. Качество бронзовых отливок при ультразвуковой обра10 ботке расплава. - Литейное производство", 1979 N 10, с. 8,9

2. Авторское свидетельство СССР

Nÿ0 119977118800, кл. С 22 В 9/02, 1967.