RU1806041C - Форма дл центробежного лить - Google Patents

Abstract

Использование: в литейном производстве , в частности в центробежном литье. Сущность изобретени  форма дл  центробежного лить  включает металлическую изложницу, торцовые крышки, теплоизол ционное покрытие в виде многослойной оболочки, согнутой в цилиндр, концы, которого расположены внахлест, с возможностью перемещени  в направлении , совпадающем с вращением формы при заливке. Нахлесты слоев многослойной оболочки расположены равномерно по окружности. Слои оболочки распо- ложены диаметрально, выполнены с термостойким покрытием, толщина внутреннего сло  определ етс  по формуле. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

00

с

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к центробежному литью, и межет быть использовано при центробежном литье крупногабаритных трубных заготовок.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества заготовок и срока службы изложницы .

На фиг. 1 и 2 показана предлагаема  форма.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.

Покрытие формы выполнено в виде многослойной оболочки, каждый слой 1 которой в свою очередь представл ет собой согнуг тый в цилиндр листовой материал, концы которого расположены свободно внахлест 2 с возможностью их свободного перемещени . Выполнение покрыти  многослойным позвол ет эффективно повысить его термическое сопротивление не столько за счет термического сопротивлени  материала покрыти , сколько за счеттермического сопротивлени , обусловленного термопередачей от сло  к слою. В качестве отдельного сло  многослойной оболочки должен примен тьс  листовой материал.

Выполнение сло  в виде листа, согнуто го в цилиндр, с концами.лежащими свободно внахлест, позвол ет уплотн ть многослойное покрытие, измен   диаметр каждого сло , под воздействием центробежных сил, действующих на каждый слой, и под давлением жидкого металла, наход щегос  в поле центробежных сил.

По мере заполнени  формы жидким ме- таллрм многослойна  оболочка еще больше уплотн етс , ее термическое сопротивление уменьшаетс  и достигает расчетной величины , необходимой дл  формировани 

jco

io

О

о

iЈb

iCO

требуемой структуры и свойств металла отливаемой заготовки. Высокое начальное и постепенное уменьшение в процессе заливки жидкого металла термического сопротивлени  покрыти  формы позвол ет понизить силу термического удара на изложницу, что, в свою очередь, способствует увеличению срока ее службы. Например, проведенные во НПО ЦНИИТмаш исследовани  показали , что при использовании за вл емого способа максимальный уровень напр жений, возникающих на внутренней поверхности изложницы на 20% ниже, чем в способе- прототипе. Это приводит к тому, что термо- циклическа  нагрузка на изложницу снижаетс , а ее эксплуатационна  стойкость растет.

Выполнение концов оболочек внахлест в направлении вращени  формы во врем  заливки затрудн ет затекание металла за пределы оболочки,

Количество слоев зависит от конкретного технологического процесса (необходимого термического сопротивлени  теплоизол ционного покрыти , необходимой скорости охлаждени , размеров отливки и т.д.).

Важным дл  получени  качественной заготовки и повышени  срока службы изложницы 3  вл етс  расположение нахле- стов 2 слоев 1 в оболочке. Они должны располагатьс  на одинаковых углах друг от друга. Это позвол ет создать равномерное по окружности тепловое поле отливки, что способствует формированию однородной структуры металла заготовки и исключает услови  дл  возникновени  дополнительных внутренних напр жений в теле отливки и изложницы. Ширина нахлеста должна быть не менее 15 мм. Согласно результатам исследований при ширине нахлеста менее 15 мм резко возрастает веро тность затека- ни  жидкого металла за пределы внутреннего сло  оболочки, короблени  остальных .слоев из-за неравномерного по окружности нагрева, изменени  геометрии отливки, а также местный разогрев изложницы.

В случае, когда ширина нахлеста больше лО/n, где D --диаметр внутренней поверхности; п - количество слоев, ухудшаетс  основное свойство теплоизол ционного покрыти  - возможность плавно измен ть термическое сопротивление в процессе отливки и формировани  заготовки .

Нахлесты 2 двух внутренних слоев располагают диаметрально противоположно, что уменьшает возможность протекани  жидкого металла за пределы второго сло  оболочки в случае его протекани  под внутренний первый слой.

Выполнение внутреннего сло  многослойной оболочки из металла той же марки или близкого по химсоставу металла заготовки позвол ет исключить возможность загр знени  металла заготовки материалом внутреннего сло  оболочки даже в случае его расплавлени  и смешивани  с жидким металлом отливаемой заготовки.

При покрытии поверхности слоев многослойной оболочки термостойким материалом можно более плавно регулировать процессы теплообмена, устранить возможность приваривани  металла заготовки к другим сло м многослойной оболочки в слу

чае его затекани  за пределы внутреннего сло  оболочки. Выполнение поверхности сло , контактирующего с жидким металлом, без покрыти  позвол ет избежать загр зне ни  металла заготовки материалом покры

ти .

Выполнение внутреннего сло  многослойной оболочки с отогнутыми по торцам внутрь кра ми, сопр гающимис  с поверхност ми крышек формы позвол ет удержать

жидкий металл в пределах внутреннего сло  оболочки, т.е. исключить возможность его затекани  с торцов оболочки. В случае, когда высота отогнутых краев менее толщины отливки, наблюдаетс  затекание жидкого

металла с торцов оболочки.

Верхний предел высоты отогнутых краев ограничиваетс  конструктивными особенност ми центробежной машины, изложницы и технологического процесса,

Эксперименты, проведенные в НПО ЦНИИТмаш, показывают, что толщину листового материала внутреннего сло  многослойной оболочки можно определ ть по формуле

л Ki Ь3 Вз Рз + Сз (Т3 - ТПЛ) ЬсСс(Тпл-20) где А - толщина внутреннего сло  (листа), мм; Вз - толщина стенки отливки, мм;

Рз - теплота кристаллизации заливаемого металла, ккал/кг;

Сз средн   теплоемкость материала сло  (листа), ккал/кг-град;

Сс - средн   теплоемкость заливаемого

металла, ккал/кггр ад;

Тз - температура заливки металла, °С;

Тп  -температура плавлени  материала сло , °С;

Ьз и Ьс - коэффициент аккумул ции тепх ла соответственно дл  заливаемого материала и материала сло  (листа);

К - экспериментальный коэффициент, учитывающий теплоотвод внутри многослоимого покрыти  и наход щийс  в пределах 0,05-0,07.

Дл  слоев, у которых (ТПл Э: Тз) температура плавлени  материала сло  больше температуры заливаемого металла, формула упрощаетс  Ki Ьз Вз Сз (Тз - Тпл) к А -ТзГЩТпл -20) обозначени  те же.

Эксперименты по указанному случаю проводились на ПО Буммаш, где отливались трубные заготовки из бронзы марки ОЦСН на оболочку из стали СТЗ.

Эксперименты показали, что дл  разных материалов сло  (сталь, медь, алюминий и т.д.) при заливке, например, углеродистых и легированных сталей от стали 20 до Х1810Т или чугуна - коэффициент К находитс  в пределах 0,05-0,07.

Применение в расчетах предложенной формулы позвол ет толщину внутреннего сло  многослойной оболочки выбирать минимальной при условии его нерасплавлени , что сокращает расходы материала на теплоиэолирующее покрытие и трудоемкость механической обработки заготовок, т.е. повысить качество заготовок и экономичность всего процесса. Необходимо отметить , что увеличение толщины листа сло  повышает также его жесткость, т.е. преп тствует деформации листов под действием центробежных сил и заливаемого металла и снижению термического сопротивлени  сло  в ходе заливки и формировани  отливки , т.е. не способствует повышению качества заготовок и срока службы изложницы.

Claims (7)

1. Форма дл  центробежного лить  заготовок , включающа  металлическую изложницу , торцовые крышки, теплоизол ционное покрытие на внутренней поверхности изложницы , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества заготовок и срока службы изложницы, теплоизол ционное покрытие выполнено в виде согнутого в цилиндр листового материала, концы которого расположены свободно внахлест, при этом направление нахлеста совпадает с направлением вращени  формы при заливке .

2. Форма по п. 1, отличающа с  тем, что покрытие выполнено многослойным .

3. Форма по п. 2, отличающа с  тем, что в покрыти  состо щего из двух слоев нахлесты расположены диаметрально противоположно.

4. Форма по п. 2,отличающа с  тем, что внутренний слой покрыти  выпол- нен из материала той же марки или близкого по химическому составу, что и металл отливаемой заготовки.

5. Форма по п. 2, отличающа с  тем, что поверхности слоев, за исключением поверхности сло , контактирующего с жидким металлом, выполнены с термостойким покрытием, например графитовым.

6. Форма по п. 2, отличающа с  тем, что внутренний слой покрыти  выпол- нен с согнутыми по торцам внутрь кра ми, сопр гающимис  с поверхност ми крышек формы, при этом высота отогнутых краев не менее толщины отливаемой заготовки.

7. Форма по п. 2, отличающа с  тем, что толщина внутреннего сло  определ етс  по формуле

30

А Ki Ьз Вз Рз -I- Сз (Тз - Тпл) АЬс Сс (Тпл-20)

где Д - толщина внутреннего сло  (листа), мм;

Вз - толщина стенки отливки, мм; Рз - теплота кристаллизации заливаемого металла, ккал/кп

Сз - теплоемкость (средн  ) заливаемого металла, ккал/кг-град;

Сс - теплоемкость (средн  ) материала сло  (листа), ккал/кг-град;

-Тз - температура заливки, металла, °С; Тпл - температура плавлени  материала сло  (листа), °С;

Ьз, Ьс - коэффициент аккумул ции тепла соответственно дл  заливаемого материала и материала сло  (листа);

К - экспериментальный коэффициент, учитывающий YenflooTBpfl внутри многослойного покрыти  и наход щийс  в преде- лах 0,05-0.07.