RU1787675C - Способ лить под давлением - Google Patents

Abstract

Использование: при получении фасонных отливок из цветных металлов и сплавов в металлические формы. Сущность изобретени : заливают металл в металлоприемник, создают газовое давление на зеркало металла в металлоприемнике, которое на уровне литниковых каналов равно сумме металлостатического и газового давлени , затем заполн ют пресс-форму под суммарным давлением, величину которого поддерживают посто нной, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности дл  получени  фасонных отливок из цветных металлов и сплавов в металлические формы.

Известен способ лить  под давлением на вертикальной машине, по которому жидкий металл заливаетс  в камеру прессовани ; помещенную в неподвижную полуформу. Литниковые каналы перед заливкой металла в камеру прессовани  перекрыты подвижной втулкой. В момент начала запрессовки металла в форму втулку поднимают и под действием прессующего поршн  через литниковые каналы происходит за- 1 полнение пресс-формы.

Этот способ обладает следующими недостатками .

. Известно, что скорость движени  жидкости определ етс  уравнением

V KV2gH, где V - скорость движени  жидкости;

К - коэффициент гидравлических потерь;п

g - ускорение силы т жести Н-гидравлический напор .,

Ввиду того, что прессующий поршень может развить конечное усилие только в момент остановки, что наблюдаетс  уже после заполнени  формы, в процессе заполнени  пресс-формы на жидкий металл воздействует переменное по величине давление, из-за чего скорость течени  жидкого металла в полости пресс-формы  вл етс  переменной величиной.

Это не только затрудн ет выполн ть точные гидродинамические расчеты заполнени  полости литейной формы, но и не позвол ет сделать правильные расчеты вентил ционной системы пресс-формы.

Из-за нестабильности скорости заполнени  пресс-формы в отливках часто образуютс  дефекты в виде газовой пористости и газовых раковин, снижающие механические свойства и герметичность литого металла .

VJ

00

VI

Оч

VI ел

Контактирование прессующего поршн  с жидким металлом влечет за собой ускоренное сн тие теплоты перегрева расплава, что затрудн ет допрессовку затвердевающей отливки.

Известен способ лить  с кристаллизацией под давлением, заключающийс  в том, что в металлоприемник заливаетс  жидкий металл, когда питатель перекрыт нижним поршнем, Затем расплав верхним поршнем перемещаетс  по питателю в рабочую полость пресс-формы, при этом нижний поршень опускаетс  под действием давлени  верхнего..

Этот способ имеет те же недостатки, что и предыдущий, однако он более прост в реализации, так как машина упрощаетс , благодар  отсутствию специального механизма дл  опускани  нижнего поршн .

Известен также способ лить  под давлением , принимаемый за прототип, в котором в наполнительный стакан заливаетс  металл; затем сверху вставл ют прессующий поршень с герметизирующими кольцами и запрессовают жидкий металл в полость пресс-формы. При этом металл запрессовываетс  с помощью воздушной подушки между прессующим поршнем и металлом, что исключает непосредственный контакт поршн  и металла. Благодар  наличию воздушной- подушки резко снижаетс  теплоотвод от жидкого металла, наход щегос  в наполнительном стакане.

Недостатком способа  вл етс  то, что по мере опускани  поршн  давление возду-. х а на зеркало металла непрерывно возрастает , и, следовательно (см. .вышеприведенную формулу), скорость заполнени  пресс-формы будет увеличиватьс . Переменна  величина скорости затрудн ет выполнить точные гидродинамические расчёты заполнени  пресс-формы и ее вентил ционной системы. Из-за нестабильности скорости заполнени  пресс-фор: мы и удалени  из нее газов в отливках часто образуютс  литейные дефекты в виде газовых раковин и пористости, снижающие механические свойства и герметичность отливок.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества отливок за счет стабилизации скорости заполнени  пресс-формы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе лить  под давлением, включающей заливку металла в метзлло- приемник, создание газового давлени  на зеркало металла в металлоприемнике и заполнение под его воздействием полости пресс-формы, во врем  заполнени  полости пресс-формы в металлоприемнике поддерживают давление;равное сумме металлостэ- тического и газового давлени  перед заполнением пресс- формы .

На чертеже показана схема установки

дл  осуществлени  способа лить  под давлением; слева от осевой линии - исходное положение перед заполнением металлом пресс-формы, справа - момент окончани  заполнени  пресс-формы,

Установка состоит из верхней полусферы 1, выполненной заодно с металлоприем- .ником 2, в который залит жидкий металл 3. Металлоприемник 2 герметически закрыт крышкой 4 с отверстием дл  подачи сжатого

воздуха. В нижней полуформе 5 расположен поршень б, перекрывающий литниковый канал 7 от поступлени  жидкого металла в пресс-форму. В исходном положении на зеркало металла в металлоприемнике 2 воздействует давление Р, высота залитого в металлоприемник 2 расплава h. Таким образом , на уровне литникового канала 7 на жидкий металл 3 воздействует давление Р+ + р gh ( р - плотность жидкого металла; g

- ускорение силы т жести).

Установка дл  осуществлени  предлагаемого способа работает следующим образом .

Дл  заполнени  пресс-формы опускаетс  поршень б, открыва  литниковый канал 7, в который под давлением Р+ р gh начинает поступать жидкий металл. По мере заполнени  пресс-формы снижаетс  уровень расплава в металлоприемнике 2 и в момент

окончани  заполнени  его высота равна hi. Дл  компенсации уменьшени  металлоста- тического давлени  в металлоприемник 2 через отверсти  в крышке 4 подаетс  дополнительное давление газа со скоростью Wp

pg (h -hi ) ,

-J- v T--- (t - врем  заполнени 

пресс-формы), равной скорости опускани  уровн  расплава в металлоприемнике. В результате в течение всего времени заполнени  пресс-формы истечение жидкого металла из металлоприемника в полость пресс-формы происходит под посто нным давлением, и следовательно, скорость заполнени  практически не измен етс .

Благодар  стабилизации скорости заполнени  пресс-формы возможно выполнить более точные гидродинамические расчеты заполнени  полости пресс-формы и вентил ционной системы и, как следствие,

уменьшить веро тность по влени  в отливках дефектов в виде газовых раковин и по: ристости.

Пример. Производились отливки корпуса из сплава АЛ4 массой 750 г со средней толщиной стенки 3 мм. Высота металла в металлоприемнике перед заполнением формы составл ла 60 мм, газовое давление 0,5 кгс/см .

Предварительно было установлено, что под этим давлением в случае, если не производилась компенсаци  уменьшени  ме- таллостатического напора, продолжительность заполнени  составл ла 2,5 с и высота пресс-остатка составл ла в среднем 15 мм. Расчеты показали, что дл  компенсации падени  давлени  в металлоприемнике в процессе заполнени  пресс- формы необходима подача дополнительного давлени  газа со скоростью 0,005 кгс/см с.

В дальнейших опытах это было учтено: в момент опускани  поршн  и открыти  литникового канала подавалась команда на открытие пневмоклапана подачи сжатого воздуха в метэллоприемнйк, благодар  чему из предварительно настроенной пневмо- системы на зеркало металла в металлоприемнике подавалось давление воздуха с указанной скоростью.

В другом случае давление воздуха в металлоприемнике возрастало от атмосферного до величины 0,5-0,6 кгс/см2 по схеме,

предусмотренной в прототипе, т.е. давление воздуха подавали одновременно с открытием литникового канала.

Сравнение качества отливок, полученных по этим двум технологи м, показало, что в первом случае поверхность отливок была значительно лучше, без спаев и характерных дл  второго случа  ут жин Плотность отливок, полученных по предлагаемой

технологии, была на 0,5-0,7% выше по сравнению с отливками, изготовленных по второй технологии.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ лить  под давлением, включающий заливку металлов в металлоприемник, создание газового давлени  на зеркало металла в металлоприемнике и заполнение под его воздействием полости пресс-формы металлом через литниковые каналы, от л ичающийс  тем, что, с целью повышени  качества отливок за счет стабилизации скорости заполнени  пресс-формы; перекрывают литниковые каналы и на их уровне создают давление, равное сумме мёталлостатического и газового давлений, при этом в процессе заполнени  пресс-формы суммарное давление поддерживают посто нным .