RU120026U1 - Устройство для центробежного литья кольцевых отливок в среде инертного газа - Google Patents

Abstract

Устройство для центробежного литья кольцевых отливок, содержащее герметичную камеру со средой инертного газа, съемную крышку, отличающееся тем, что внутри герметичной камеры установлен круглый стол, на котором закреплена с возможностью вращения литейная цилиндрическая изложница с крышкой, на крышке изложницы сверху или на крышке герметичной камеры снизу жестко закреплен стакан-дозатор, представляющий собой обогреваемый тигель, имеющий носок для слива металла и регулирующее стопорное устройство с затвором шиберного типа, при этом на дне изложницы соосно со стаканом-дозатором закреплен распределительный оребренный фланец, предназначенный для приема удара струи заливаемого металла.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство относится к литейному производству цветных металлов [B22F 9/10] и может быть использовано при изготовлении материалов и изделий из различных сплавов (например, алюминиевых, магнивеых), применяемых в виде заготовок для цельнокатаной раскатки колец и заготовок для прессования трубных полуфабрикатов в машиностроении, приборостроении, автомобилестроении, ракетостроении, авиации, а также для нужд строительства.

Известна, и является наиболее близкой к предлагаемой, установка для получения гранул центробежным распылением расплава, содержащая плавильную печь, герметичную камеру грануляции с крышкой, электрообогреваемый металлопровод, выполненный в виде сифона, один конец которого размещен в плавильной печи с образованием жидкостного затвора из расплава гранулируемого металла, а другой конец - в камере грануляции, диспергатор, выполненный в виде перфорированной емкости с приводом вращения, и контейнер сбора гранул, отличающаяся тем, что она снабжена герметичной емкостью, расположенной в камере грануляции по ее центру соосно с металлопроводом и диспергатором, теплообменником и компрессором, а привод вращения диспергатора выполнен в виде газотурбинного двигателя с замкнутой системой газопроводов циркуляции инертного газа из двигателя в герметичную емкость и далее в теплообменник и компрессор, при этом двигатель установлен на герметичной емкости, а диспергатор - на оси газотурбинного двигателя (Патент РФ №2314179, кл. B22F 9/10, приоритет от 26.02.2006 г.).

К недостаткам данной установки можно отнести невозможность получения сплошной кольцевой отливки из магниевых сплавов.

Задачей данного устройства является решение технической задачи получения качественных кольцевых отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, а также их защита от возгорания, окисления и газонасыщения в процессе литья на основе специального оборудования, позволяющего производить необходимые операции: литье расплава и формирование кольцеобразной отливки в среде инертного газа.

Технический результат заявляемого устройства состоит в возможности получать качественные кольцевые отливки методом центробежного литья в среде инертного газа, которые исключают возможность возгорания, окисления и газонасыщения отливок; при этом в процессе формирования отливок обеспечивается возможность улучшения заполняемости формы изложницы расплавом под действием давления, развиваемого центробежными силами; обеспечивается повышение плотности отливок вследствие уменьшения усадочных пор, раковин, газовых, шлаковых и неметаллических включений.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что устройство для центробежного литья кольцевых отливок, содержащее герметичную камеру со средой инертного газа, съемную крышку, отличающееся тем, что внутри герметичной камеры установлен круглый стол, на котором закреплена с возможностью вращения литейная цилиндрическая изложница с крышкой, на крышке изложницы сверху или на крышке герметичной камеры снизу жестко закреплен стакан-дозатор, представляющий собой обогреваемый тигель, имеющий носок для слива металла и регулирующее стопорное устройство с затвором шиберного типа; на дне изложницы, соосно со стаканом-дозатором, закреплен распределительный оребренный фланец, функцией которого является прием удара струи заливаемого металла.

Полезная модель поясняется чертежом. На Фиг.1 показана схема установки для получения кольцевых отливок сплавов в среде инертного газа, с сопутствующим оборудованием для подачи сплава в установку.

Устройство (см. Фиг.1) для центробежного литья в среде инертного газа работает с использованием плавильной печи 1 с герметичным плавильником 2, в крышке которого находится загрузочный люк 3 и патрубок ввода металлопровода 4. Электрообогреваемый металлопровод выполнный в виде сифона, один конец которого через герметизирующее уплотнение 5 погружен в жидкостный затвор из металла 6, а второй конец через герметизирующее электроизоляционное уплотнение 7 введен в герметичную камеру 8 центробежно-литьевой машины через съемную крышку 9. Внутри герметичной камеры установлен круглый стол 13, на котором крепится литейная цилиндрическая изложница 11 с крышкой 12. На дне изложницы, соосно с дозатором, крепится распределительный оребренный фланец 10, воспринимающий удар струи заливаемого металла. На крышку изложницы сверху или на крышку герметичной камеры снизу соосно с изложницей и металлопроводом жестко крепится стакан-дозатор 14.

Стакан-дозатор представляет собой обогреваемый тигель, рассчитанный на объем 25-50 кг расплава, имеющий носок для слива металла и регулирующее стопорное устройство с затвором шиберного типа. Стопор имеет три положения: «закрыто», «открыто» (начало литья), «частично открыто» (в процессе литья).

Круглый стол при помощи жестко прикрепленного вала 15 приводится во вращение электродвигателем 16 через клиноременную передачу 17.

Прогрев металлопровода 4 и стакан-дозатора 14 осуществляется от внешнего источника электрического питания.

Установка работает следующим образом.

В плавильнике 2 после загрузки исходного продукта закрывается крышка люка 3, и в установке создается инертная атмосфера путем последовательного вакуумирования до остаточного давления 0,5 мм рт.ст. и заполнения инертным газом до избыточного давления 0,05 атм.

При достижении температуры металла в печи температуры плавления, в плавильную печь подается инертный газ, который через сифон барборирует через расплав, тем самым перемешивая его.

Металлопровод и стакан-дозатор предварительно нагревается до температуры, превышающей температуру плавления металла на 10-50°С. При необходимости изложницу перед заливкой нагревают до температуры 150-200°С.

Затем, при достижении температуры металла в печи на 5-20°С превышающей температуру плавления металла, путем создания в плавильнике давления 0,3-0,7 атм, расплав по металлопроводу 4 подается в герметичную камеру центробежно-литьевой машины.

Расплавленный металл по металлопроводу попадает в стакан-дозатор и заполняет его объем до фиксированного уровня, при этом стопор стакана-дозатора расположен в положении «Закрыто» и соответственно шибернфый затвор закрыт. После заполнения металлом стакан-дозатора, положение стопора переводится в положение «Открыто», вследствии чего шиберный затвор открывается и расплав через носок стакана-дозатора попадает во вращающуюся изложницу на оребренный фланец, тем самым осуществляется начало процесса центробежного литья. Расплав попадая на вращающийся оребренный фланец центробежными силами прижимается на боковую стенку изложницы, постепенно заполняя ее объем к центру. Затем, через 1-3 сек, стопор переводится в положение «Частично открыто», шиберный затвор частично перекрывает носок стакана-дозатора, обеспечивая дальнейшую равномерную подачу расплава во вращающуюся изложницу. Частота вращения изложницы при центробежном литье составляет 500-2500 об/мин.

После окончания литья процесс прекращается путем стравливания избыточного давления инертного газа в плавильнике.

Изложница вращается до полного затвердевания расплава, которое осуществляется за счет охлаждения теплопередачей к стенке изложницы, происходящей по наружной поверхности и по торцам отливки (после образования усадочного зазора между отливкой и изложницей контактная передача с этих поверхностей частично заменяется теплоизлучением), а также за счет конвекции нейтрального газа со стороны свободной поверхности отливки. После охлаждения кольцевой заготовки, вращение изложницы останавливается, открывается крышка герметичной камеры со стаканом-дозатором, затем открывается крышка изложницы. Далее, при помощи специального захвата, за внутреннюю поверхность, извлекается кольцевая заготовка.

Плавильная печь охлаждается до кристаллизации жидкого затвора, вскрывается люк, производится новая загрузка исходного металла и, после создания в плавильнике инертной атмосферы и нагрева металла, производится повторный цикл литья кольцевых отливок.

Claims (1)

1. Устройство для центробежного литья кольцевых отливок, содержащее герметичную камеру со средой инертного газа, съемную крышку, отличающееся тем, что внутри герметичной камеры установлен круглый стол, на котором закреплена с возможностью вращения литейная цилиндрическая изложница с крышкой, на крышке изложницы сверху или на крышке герметичной камеры снизу жестко закреплен стакан-дозатор, представляющий собой обогреваемый тигель, имеющий носок для слива металла и регулирующее стопорное устройство с затвором шиберного типа, при этом на дне изложницы соосно со стаканом-дозатором закреплен распределительный оребренный фланец, предназначенный для приема удара струи заливаемого металла.