Przedmiotem wynalazku jest sposób odlewania metali niezelaznych w maszynach cisnieniowych z zimina komora oraz urzadzenie napelniajace maszyn cisnieniowych z ziimna komora do odlewa¬ nia metali niezelaznych, zwlaszcza ailumiiniuim, cynku^ miedzi i magnezu. Wypelnianie wnejki fonmy cisnieniowej znanymi sposobami dokonuje sie przez nacisk tloka pra¬ sujacego na ciekly metal w komorze cisnieniowej, przy cisnieniu rzedu kilkuset atmosfer. Wypelnia¬ nie wineki formy jest zawsze bardzo szybkie"i jego zakonczeniu towarzysza dwa zjawiska zaklócajace. Pierwsze to zjawisko' uderzenia cieczy tlocznej, wynikajace z raptownego zatrzymania tloka pra¬ sujacego i zespolu urzadzen z. nim zwiazanych, wywolane niescisliwoscia cieklego metalu. Pociaga orno za soba koniecznosc zadzialania na urzadizenie zamykajace forme sila wieksza, anizeli sila potrzebna do wtloczenia metalu wynikajaca z obliczen. Towarzyszy jej wiforalcyjne obciazenie tloka. Drugim zjiawiskiem jest jednolity napór tloka prasujacego na nadmiar cieklego metalu w komorze, uformowanego w ksztalcie krazka na przodzie glówki tloka., gdy obwód tego krazka krzepnie, l/ufo przechodzi ze stanu cieklego w stan plastyczny. Opór stawiany w miare postepu tloka staje sie taki, ze nastepuje jegO' zatrzymanie juz wówczas, gdy wnetrze tego krazka jest jeszcze ciekle. ?c W miare ochladzania, wnejtrze odlewów kurczy sie i powstaja rzadzizny bez mozliwosci ich uzupelnienia cieklym metalem, który jest jeszcze do dyspozycji w nieskrzepnietym wneftrzu krazka. W celu przeciwdziallainia tym niedogodnosciom proponowano szereg róznych rozwiazan miedzy innymi system dwutlok'Owy urzadzenia napelnia¬ jacego. Urzadzenie to jest wyposazone w dwa tloki wspólosiowe, z których tlok pomocniczy umiesz¬ czony w osi tloka glównego-, wlacza^ sie do akcji pod koniec wtlaczania metalu aby oddzialywac na nadmiar metalu jeszcze cieklego lub chociazby plastycznego w komorze cisnieniowej utworzone¬ go w formie krazka. Urzadzenie takie znaine jest z francuskiego opisu wynalazku nr 1.397.882 opatentowanego na rzecz firmy General Motare i znane jest pod nazwa proces technologiczny ACURAD. Sposób ten komplikuje ogromnie system sterowania hydrau¬ licznego1, wymaga doskonalej synchronizacji ruchów obu tloków i wywoluje podwójne uderze¬ nie cieczy tlocznej, co w rezultacie wystawia maszyne na ciezka próbe. Celem wynalazku jest opracowanie sposobu odlewania cisnieniowego i opracowanie urzadzenia napelniajacego nie posiadajacych opisanych wad i nie wymagajacych podwójnego sterowania hydraulicznego. Sposób odlewania metali niezelaznych w ma¬ szynach cisnieniowych z ztimna komora wedlug 92 41992 419 wynalzku, polega na tym» ze po wtloczeniu metalu z komory cisnieniowej do wneki formy przez tlok prasujacy, na nadmiar metalu utworzo¬ nego w ksztalcie krazka, scisnietego miedzy odlewem, sciankami komory cisnieniowej i tlokiem prasujacym doprowadza sie gaiz obojetny pold wy¬ sokim cisnieniem, najpierw kanalami w tlokach do komory gazowej o zmiennej objetosci utwo¬ rzonej miedzy wewnejtrznymi powierzchniami scianki cylindrycznej i scianki czolowej tloka pra¬ sujacego, a pcwierachnia czolowa tloka docisko¬ wego, a nastepnie z chwila zatrzymania sie tloka prasujacego, który w dalszym ciagu wywiera na¬ cisk na metal, zostaje zanurzona iglica w srodko¬ wej czesci ^ nieskrzepnietego jeszcze metalu, wepchnieta ^rzez tlok dociskowy w koncowej fazie jegopOffla^TnefeMem zostaja otwarte kanaly gaz<*Aty+ityA^o*^l[L pod wysokim cisnieniem przellywa' z komory kazowej przez otwory w denfcji tlft^^Mas^ulacegi, zlobki w nakladce tloka pras*33St3SLl-#"c5W*ii w iglicy i rozpreza sie wywuiflJEt uUldlMltó—'gisiilafjaice odlew to znaczy nieskrzepniety metal w krazku nadmiaru metalu, majacy charakter nadiewu, zostaje wepchniety w powstale rzadzizny krzepnajcego odlewu. Gaz obojetny doprowadza sie do komory gazowej pod cisnieniem 50—600 atm, korzystnie 100—150 atm. Urzadzenie napelniajace maszyny cisnieniowej z zimna komora do odlewania metali i stopów niezelaiznych wedlug wynalazku ma tlok docisko¬ wy, wywierajacy sile potrzebna do wtlaczania metalu do wineki formy cisnieniowej. Tlok ten nie ma bezposredniego styku z metalem, tylko jest prowadzony swobodnie wspólosiowo we wnetrzu tloka prasujacego, przenoszacego sile nacisku potrzebna do wtlaczania i zageszczania metalu znajdujacego sie w komorze cisnieniowej, przy czym miedzy wewnetrznymi powierzchniami cylindrycznej scianki i scianki czolowej tloka prasujacego ,a powierzchnia czolowa tloka do¬ ciskowego utworzona jest komora gazowa o zmiennej objetosci, w której znajduje sie gaz obojetny pod wysokim cisnieniem, doprowadzany do niej kanalami rozrzadowymi" w obu tlokach i który przez otwory w denku tloka prasujacego, zlobki: w nakladce tloka prasujacego oraz rowki w iglicy, która umieszczona jest wspólosiowo, suwllwe w nakladce tloka prasujacegov denku tloka prasujacego i tloku dociskowym, po prze¬ sunieciu tloka dociskowego i wypchnieciu iglicy przedostaja sie do komory cisnieniowej. Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku pozwa¬ laja w szczególnosci na: wykorzystywanie maszyn cisnieniowych do maksimum ich teoretycznej wy¬ dajnosci, a to z uwagi na wytlumianie zjawiska uderzenia metalu; zmniejszenie ilosci uszkodzen form cisnieniowych, a wiec przedluzenie ich zywotnosci; zapewnienie lepszej zwartosci odlewów i eliminacje wszelkich irzadzizn wewnatrz odlewa¬ nych przedmiotów; zmniejszenie tendencja do tworzenia zalewek w miejscu podzialu formy; zmniejszenie zuzycia przedniej czesci tloka do¬ ciskowego, na skutek wytlumiajacego dzialania poduszki gazowej i utworzonego ekranu termicz¬ nego miedzy nadmiarem metalu stloczonym na krazek a tlokiem. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespól » urzadzenia napelniajacego, ulepszonego zgodnie z wynalazkiem, fig. 2 do 6 przedstawiaja kolejne stadia pracy glównego tloka prasujacego oraz: iglice wspólosiowa, podczas calkowitego cyklu wypelnienda wneki formy metalem. io Na fig. 1 forma cisnieniowa (nie pokazana na rysunku) jest. przewidziana z lewej strony. Czesci skladowe urzadzenia napelniajacego znajduja sie w stadium poczatkowym. ' Komora cisnieniowa 3 polaczona z nie ookazana * is forma cisnieniowa ma otwór zalewowy 2, przezna¬ czony do wlewania cieklego metalu 1. Na tloku prasujacym 5 urzadzenia napelniajacego zamoco¬ wana jest nakladka 4, wymienialna w przypadku zuzycia sie, polaczona sztywno z tlokiem pra- sujacym 5, w którym jest osadzony swobodnie tlok dociskowy 6, który zamyka utworzona wewnatrz tloka prasujacego komore gazowa 7 o zmiennej objetosci, zaleznej od polozenia tloka dociskowego 6 wzgledem tloka prasuj acego 5. Nakladka 4 o»raz tlok dociskowy 6 maja we wspól¬ nej osi otwór cylindryczny o tej samej srednicy, w którym przesuwaja sie iglica 8 i jej prowadnica 9, a w osi scianki czolowej tloka prasujacego otwór o mniejszej srednicy, przez który prze- chodzi czesc iglicy 8 o mniejszej srednicy niz jej czesc czolowa. Czesc czolowa iglicy 8 ma mniej wiecej na po¬ lowie swej dlugosci wzdluzne rowki 10, dajace mozliwosc polaczenia poprzez zlobki 11, umieszczo- ne na styku otworów 12, do komory gazowej 7 o zmiennej objetosci. Komora gazowa 7 ma równiez polaczenie po¬ przez wglebienie 20 i kanal 13 z otworem wloto¬ wym 14, przez który wprowadza sie gaz pod * cisnieniem. Poza koncówka prowadnicy 9- iglicy 8, znajduje sie przestrzen 15, umozliwiaj aca- prze¬ suwanie sie prowadnicy 9 i polaczona jest poprzez przewód 16 z wylotem 17, prowadzacym do atmo¬ sfery. 45 Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w na¬ stepujacy sposób: forma odlewnicza jest zamknieta, metal lub stop ciekly 1 zostaje wprowadzony przez otwór zalewowy 2 do komory cisnieniowej 3, badz to recznie, badz mechanicznie poprzez "system za- 50 silania znanego typu w ilosci takiej, aby poziom cieklego metalu po wlaniu byl wyraznie powyzej ^ osi tloka i aby ilosc ta pod koniec wypelniania wneki formy zapewnila krazkowi powstajacemu ze sciskanego nadaniami metalu w komorze 3 wy- 55 starczajaca grubosc dla odegrania roli nadlewku, pozostarjacego w stanie cieklym dluzej niz odlew w formie i uzupelniaj acego rzadzizny wy¬ nikajace ze skurczu metalu w formie. Poprzez otwór wlotowy gazu 14 najkorzystniej *° jest wtlaczac azot (lub inny gaz) obojetny pod cisnieniem rzedu 100 atmosfer. Przechodzacy przez kanal 13 i wglebienie 20, azot pod' cisnieniem od¬ dzialuje na komore 7, powodujac cofanie sie tloka dociskowego 6, az do oparcia sie go o wieniec m oporowy 18. Zespól zlozony z iglicy 8 i jej -pro-5 92 419 6 wodnicy 9 zostaje odepchniety i cofa sie wewtnajhrz przestrzeni 15 az do mameaitu, w którym odtsadze- nie 19 oprze sie o plaszczyzne czolowa pnzed tlokiem prasujacym 5. Rowki wzidluzne 10 czesci czolowej iglicy 8 sa krótsze, niz grubosc nakladki 4 na tloku 5, zatem, mimo przesuniecia sie iglicy 8 i jej prowadnicy 9, szczelnosc jest nadal zachowana i gazi sprezony nie moze pirzenikac i dosiegnac cieklego metalu 1. Fig. 2 przedstawia druga faze procesu odlewa¬ nia. Tlok dociskowy 6, pod dzialaniem cisnienia, wywolanego za pomoca urzadzen hydraulicznych, pneumatycznych czy mechanicznych nie pokaza¬ nych na rysunku, przesunal sie w kierunku ko¬ mory cisnieniowej 3 z cieklym metalem, minal otwór zalewowy 2 i wtloczyl metal ciekly 1 do fonmy nie pokazanej na rysunku. Nadwyzka metalu poczyna krzepnac na zimnych sciankach komory cisnieniowej 3, co blokuje prze¬ suwanie sie nakladki 4 i zlaczonego z nia tloka prasujacego 5. Natomiast z uwagi na scisliwosc gazu w komorze 7 i ze wzgledu na to, ze cisnie¬ nie wywierane na tlok dociskowy 6 jest wielokrot¬ nie wiejksize od cisnienia, które panowalo poczatko¬ wo w kamorze 7,- tlok dociskowy 6 kontynuuje swe posuwanie sie do przodu, zmniejszajac objejtosc komory 7, gdzie cisnienie gazu sie powieksza. To cisnienie gazu w komorze 7 pelni role amortyzatora i powstrzymuje nader skutecznie uderzenie cieczy tlocznej w systemie sterowania napedu tloka do¬ ciskowego 6. Tlok dociskowy 6, po przekroczeniu podczas przesuwania sie wglebienia 20, zapewnia szczel¬ nosc komory cisnieniowej 7. Fig. 3 przedstawia trzecia faze procesu odlewa¬ nia. Cisnienie dzialajaice na: tlok dociskowy 6 w dalszym ciagu wzrasta, koncówka prowadnicy iglicy 8 opiera sie o dno wglejbienia 20 walcowego, osiowo wykonanego w tloku dociskowym 6. Fig. 4 praedstiawia czwarta faze procesu odlewa¬ nia. Nacisk na tlok dociskowy 6 nadal wzrasta, iglica 8 zostaje wysunieta do przodu tak, ze jej glówka przenika do wneftnza krazka utworzonego z cieklego metalu, w miejscu gdzie metal jest jeszcze nadal ciekly. W momencie gdy czesc waflicowa glówki iglicy 8 wychyli sie na tyle z nakladki 4, ze rowki 10 wejda do wnetrza komory cisnieniowej 3, gaz sprezony w komorze 7 do cisnienia kilkuset atmosfer wchodzi do komory cisnieniowej 3 i roz¬ prezajac sie wywoluje efekt nadlewania wyrów¬ nujacego rzadzizny skurczowe metalu i to tym bardziej skutecznie, ze, podwyzszona temepratura krazka z metalu zwieksza jeszcze dodatkowo cisnienie gazu- Nadlewanie dokonuje sie Wiec posrednio jakby przez tlok gazowy co obejmuje swym dzialaniem cale nieregularne powierzchnie pecherzy skurczowych. Fig. 5 przedstawia piata faze procesu odlewania. Krazek metalu zaAdrzepl, a pecherze odlewnicze skurczowe sa zlokalizowane w strefie stykowej z glówka igJicy 8, bez zadnych ujemnych skutków dla jakosci odlewanego przedmiotu, przy czym krazek metalu lamie sie i przetapia na nowo. Fig. 6 przedstawia szósta faze procesu odlewa- nia to jest cofanie tloków do polozenia wyjscio¬ wego. Tlok dociskowy 6 zostaje wycofany przez urzadzenie sterujace maszyny odlewniczej. W za¬ sadzie tlok prasujacy 5 oraiz iglica 8 powinny powrócic samoczynnie do swego punktu wyjscia, jednak, gdy nie ma juz/ cisnienia /resztkowego w komorze 7, powrót iglicy 8 do polozenia zamknie¬ cia wylotu moze nie nastapic. Dzieki dzialaniu wienca oporowego 18, tlok pra- sujacy 5 opiera sie jeszcze przed zakonczeniem suwu cofania tloka dociskowego 6. W ten sposób komora 7 uzyskuje polaczenie przez kanal 1& i wglebienie 20 z otworem wlotowym 14 gazu, czyli zródlem doplywu gazu obojetnego bedacego pod cisnieniem rzedu 100 a/fcmosfer. Gdy gaz wplynie do komory 7, nastapi tam wzrost cisnie¬ nia i oddzielenie tloka dociskowego' 6 od tloka prasujacego 5, wynikajace z powiejkszenia sie objetosci- komory 7 oraz wycofanie prowadnicy 9 iglicy 8 w kierunku na prawo'. Swobodny wylot dó atmosfery z przestrzeni 15 poprzez przewód 16 i wylot 17 likwiduje poduszke powietrzna, która moglaby utrudniac ruch po¬ wrotny iglicy 8. Caly uklad jest wiec ponownie gotowy do rozpoczecia kolejnego cyklu odlewania. Uirzadzenie bedace przedmiotem wynalazku pozwala na utrzymanie wszystkich parametrów maszyn odlewniczych cisnieniowych z komora zimna, nie zmniejsza przewidzianego zalozeniami rytmu produkcji. \ PL PL PL PL PL PL