RU1773556C - Устройство дл модифицировани и рафинировани металлических расплавов - Google Patents

Abstract

Использование: при модифицировании и рафинировании металлических расплавов Цель - повышение качества отливок за счет уменьшени  неметаллических включений и более равномерного модифицировани  расплава . Сущность: устройство состоит из модификатора и пенокерамического фильтра, собранных в пакет и помещенных в контейнер , выполненный из легкоплавко го материала и установленный в канале дл  подвода металла. Модификатор выполнен из перфорированных пластин, причем площадь отверстий составл ет 65-80% от площади ргбочей поверхности фильтра, пластины помещены в защитную оболочку из алюминиевой фольги и установлены на рассто нии 5-15 мм перед фильтром 2 мл.f

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к области литейного производства, а именно к модифицированию и рафинированию металлов и сплавов и может найти широкое применение при литье в кокиль, разовые песчаные формы и по выплавл емым модел м.

Известен модификатор дл  чугуна в литейной форме в виде модифицирующих присадок , которые перед введением в литейную форму помещают в мерные трубки, размещают в тепловых узлах отлиэки, поспе чего заливают литейную форму расплавом.

Недостатком известного модификатора  вл етс  повышенна  опасность засорени  отливок неметаллическими включени ми (HBJ, т к введение модифицирующих добавок, которые могут их содержать, происходит непосредственно в форме, и расплав не подвергаетс  какой-либо обработке дл  очистки от НВ.

Наиболее близким по технической сути к за вл емому модификатору  вл етс  совмещенный метод модифицировани  и фильтрации чугуна в форме. Сыпучий модификатор помещен в корпус из легкоплавкого или сгораемого материала, который закрываетс  сверху стекловолокнистым фильтром.

Недостатком указанного метода  вл етс  то, что модификатор находитс  в корпусе в свободном сыпучем состо нии и при смене положени  корпуса приходит в соприкосновение со стекловолокнистым фильтром, что приводит к блокированию фильтрующего элемента в первоначальный момент поступлени  расплава металла и снижению эффективности фильтрации. Кроме того, така  конструкци  не  вл етс  универсальной дл  различных типов литниково-питающих систем

Цель изобретени  - повышение качества отливок за счет равномерного модифицировани  при одновременном уменьшении засоренности расплава

VI VI Ы СП (Л О

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  модифицировани  и рафинировани  расплава, состо щем из фильтра и модификатора, размещенных со стороны подвода расплава непосредственно в ли- тейной форме либо между литейной формой и заливочным устройством, контейнер с модификатором и фильтр собраны в единый пакет, который помещен в защитную оболочку , причем в качестве контейнера и за- щитной оболочки используют алюминиевую фольгу, а фильтр берут пенокерамический, кроме того модификатор выполнен в виде перфорированных пластин и установлен в защитной оболочке на рассто нии 5-15 мм перед фильтром, а суммарна  площадь отверстий в пластинах составл ет 65-80% от площади рабочей поверхности фильтра.

При размещении пластин модификатора в пакете без зазора с пенокерамическим фильтром в начальный момент поступлени  металла в форму ее заполнение будет происходить с пониженной скоростью вследствие перекрыти  соответствующей поверхности фильтра модификатором до его расплавлени .

Пакеты с размещением пластин на рассто нии менее 5 мм от фильтра также в начальный момент снижают расход металла вследствие повышени  сопротивлени .

Из технической литературы известно, что дл  создани  металлостатического напора , обеспечивающего оптимальный режим прохождени  расплава через фильтр, соотношение площади рабочей поверхности фильтра (Sp п ф) к площади сечени  лит- никового канала, подход щего к фильтру (5л к).  вл етс  следующим:

Sp п ф Sn к (3-4) 1

Экспериментальными исследовани ми установлено, что при суммарной площади отверстий в перфорированной пластине менее 65% не создаетс  избыточный металло- статический напор над пенокерамическим фильтром дл  преодолени  сил поверхностного нат жени  между расплавом и по- верхностью фильтра. В св зи с этим фильтр оказываетс  запертым дл  прохождени  расплава. Ззливки формы в данном случае не происходит.

Таким образом, расположение перфори- рованных пластин с суммарной площадью отверстий не менее 65% на рассто нии не менее 5 мм от фильтра  вл етс  оптимальным дл  эффективного рафинировани .

При просмотре патентной и нэучно-тех- ничеркой литературы не обнаружено технических решений, совпадающих с за вл емым, следовательно за вл емое решение  вл етс , новым и соответствует критерию существенна  новизна.

На фиг. 1 приведена схема реализации предложенного устройства дл  модифицировани  и рафинировани  металла в разовой песчаной литейной форме; на фиг. 2 - то же, в керамической литейной форме, изготовленной по выплавл емым модел м

Литейна .форма 1 имеет металлопро- вод 2, метал лоприемник 3, гнездо 4 дл  размещени  пакета с модификатором и рафинирующим элементом (ПКФ), металло- сборник 5. В гнездо 4 установлен пакет, состо щий из последовательно размещенных перфорированной пластины модификатора 6 (или пластин), раздел ющей прокладки 7, рафинирующего элемента (ПКФ)8, которые упакованы в защитную оболочку 9.

Защитна  оболочка особенно необходима при литье в песчаные формы, т.к. она имеет несколько назначений: сборка пакета , защита узла от засорени  материалом формы при простановке, защита модификатора и пенокерамического фильтра от насыщени  влагой из формы.

При литье по выплавл емым модел м использование защитной оболочки из алюминиевой фольги тер ет смысл в случае установки пакета до прокалки формы, т. к. во врем  прокалки защитна  оболочка расплавл етс , окисл етс  и становитс  источником засорени  отливки. Поэтому при литье по выплавл емым модел м пакет в защитной оболочке устанавливаетс  непосредственно перед заливкой в воронку керамической формы, котора  должна иметь температуру в пределах 300-600°С

На фиг. 2 представлена схема реализации предложенного устройства в керамической литейной форме, изготовленной по выплавл емым модел м.

Воронка 10 керамической формы имеет гнездо 11 дл  размещени  пакета с модификатором и рафинирующим элементом (ПКФ), металлосборник 12, сто к (металло- провод) 13.

В гнезде 11 установлен пакет, состо щий из последовательно размещенных перфорированных пластин модификатора 14 (или пластины), раздел ющей прокладки 15 рафинирующего элемента (ПКФ) 16 которые упакованы в защитную оболочку 17

Во всех случа х рассто ние h 0. если модификатор находитс  в контейнере в сыпучем виде; h 5, если модификатор примен етс  в виде перфорированных пластин

Пример применени  устройства дл  модифицировани  и рафинировани  литейных расплавов в литейной форме. Отливка корпус массой 50 кг, получаемой методом лить  в разовые песчаные формы

Отливка

Масса

Материл сталь

Т заливки

Модификатор-раскисл итель

Количество модификаторараскислител 

Габаритные размеры фильтра Площадь рабочей поверхности фильтра

Габаритные размеры пластины модификатора

Суммарна  площадь отверстий в пластине

Диаметр отверстий в пластине Количество отверстий на пласт

Дл  рассто ни  h между фильтром и перфорированными пластинами оптимальным интервалом значений  вл етс  5-15 мм. Определ ющим фактором дл  выбора рассто ни  h  вл ютс  показатели жидко- текучести заливаемых сплавов, т.к. в первоначальный момент начала заливки расплав должен заполнить пространство между фильтром и пластиной, поэтому решающее значение имеет нижний предел интервала {5 мм), который выбран на основании теоре- тических исследований и практического опыта литейного производства (А. М, Лип- ницкий Справочна  книга рабочего-литейщика // Лениздат. 1981., с. 4, табл. YIII на с. 123) и  вл етс  оптимальным дл  всех типов сплавов.

Выбор верхнего предела (15 мм) обусловлен тем. что существенное увеличение габаритных размеров литниковой системы нецелесообразно, т.к. это приводит к возрастанию тепловых потерь заливаемого металла и отрицательно сказываетс  на качестве отливок.

Дл  суммарной площади отверстий оптимальные значени  наход тс  в интервале 65-80%, т.к. свыше 80% выполнение такого количества отверстий в пластине вызывает технические трудности в св зи с малым рас

КОРПУС 50 кг

12Х2НМФА 1530-1580°С алюминий

0,015-0,025% (0,025% дл  50 кг 12,5 г) 80 х 80 х 20 мм

6400 мм2

80 х 80 х 2 мм

15 4160 мм2 (65% рабочей поверхности фильтра) 10 мм 53 шт.

5

n JQ

5

0

5

сто нием между отверсти ми (0,5-1 мм) при выполнении перфорации.

Применение предлагаемого устройства дл  модифицировани  и рафинировани  сплавов позволит повысить качество лить , увеличить выход годного лить  на 10-15 % за счет снижени  количества неметаллических включений в отливках, уменьшит затраты на исправление дефектов на 15- 20%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  модифицировани  и рафинировани  металлических расплавов, содержащее модификатор и фильтр, собранные в пакет, который помещен в контейнер из легкоплавкого материала размещенный в канале дл  подвода металла , отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества отливок за счет уменьшени  неметаллических включений и более равномерного модифицировани  расплава, модификатор выполнен в виде перфорированных пластин, размещенных в защитной оболочке из алюминиевой фольги на рассто нии 5-15 мм перед фильтром, при этом суммарна  площадь отверстий пластин составл ет 65-80% от площади рабочей псзер- хности фильтра, а последний выполнен из пенокерамического материала.

   УапрйВление потока металла

   Фив. /

   4 5

   Фиг. 2

   10

   /J