RU2015793C1

RU2015793C1 - Method for manufacturing hollow thin-walled castings

Info

Publication number: RU2015793C1
Authority: RU
Inventors: В.С. Дорошенко; Н.И. Шейко
Priority date: 1991-09-16
Filing date: 1991-09-16
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: casting. SUBSTANCE: frame with a perforated periphery faced by a layer of a refractory sand in vacuum-film moulding method is used as a rod. A layer of metal forming the casting is frozen on the rod, the casting is released by breaking the sand facing. EFFECT: facilitated manufacture. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью намораживанием с использованием вакуумно-пленочной формовки (ВПФ). The invention relates to foundry, in particular to freeze casting using vacuum film molding (HFF).

Известен способ получения непрерывной полосы намораживанием слоя металла на вращающийся валок с перфорированным ободом, облицованным слоем огнеупорного песка методом ВПФ (прототип). A known method of producing a continuous strip by freezing a metal layer on a rotating roll with a perforated rim, lined with a layer of refractory sand by the VPF method (prototype).

Однако, использовать этот способ для литья тонкостенных полых отливок (например, типа емкостей, ванн, баллонов, корпусов лодок) не представляется возможным. However, it is not possible to use this method for casting thin-walled hollow castings (for example, such as containers, bathtubs, cylinders, boat hulls).

Целью изобретения является расширение возможностей технологического процесса намораживания. The aim of the invention is the expansion of the technological process of freezing.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения полых тонкостенных отливок, при котором каркас с перфорированной периферией облицовывают слоем огнеупорного песка по методу ВПФ, намораживают на песок слой металла и удаляют отливку, каркас с перфорированной периферией, облицованный слоем огнеупорного песка, применяют в качестве стержня, на который намораживают металл, а отливку освобождают, разрушая песчаную облицовку. This goal is achieved by the fact that in the method for producing hollow thin-walled castings, in which a frame with perforated periphery is lined with a layer of refractory sand using the VPF method, a metal layer is frosted on sand and casting is removed, a frame with perforated periphery lined with a layer of refractory sand is used as a core , on which the metal is frozen, and the casting is freed, destroying the sand lining.

Металл могут намораживать на стержень послойно, причем затравкой для каждого последующего слоя служит предыдущий. Перед намораживанием последующего слоя предыдущий слой могут охлаждать потоком газа. Metal can be frozen on the rod in layers, and the previous one serves as a seed for each subsequent layer. Before freezing the subsequent layer, the previous layer may be cooled by a gas stream.

Для намораживания могут применять стержень в виде полуформы, выполненной по методу ВПФ. For freezing, a rod can be used in the form of a half-mold made according to the HMF method.

Предложенный способ обеспечивает выполнение цели, так как позволяет намораживать на поверхности стержня слой металла (например, чугуна, при его ускоренном затвердевании до толщины 6-8 мм, как это указано в описании заявки-прототипа). На обычный песчаный стержень практически нельзя наморозить металл, так как кварцевый песок не смачивается расплавом, многих металлов. Однако, при использовании технологии ВПФ при сжигании металлом синтетической пленки на поверхности раздела "песок-расплав" воздействует вакуум с разрежением 20...80 кПа. Известное силовое воздействие перепада давления прижимает расплав к вакуумируемой поверхности песка и ускоряет затвердевание слоя металла. Интенсивность затвердевания регулируют температурой расплава, величиной вакуума, теплопроводностью материала песка, дополнительным охлаждением на воздухе первичной образующейся корки или при обдувании его газом и последующем повторном окунании в металл. The proposed method ensures the achievement of the goal, as it allows to freeze a layer of metal on the surface of the rod (for example, cast iron, when it accelerates hardening to a thickness of 6-8 mm, as indicated in the description of the prototype application). It is practically impossible to freeze metal on a regular sand rod, since quartz sand is not wetted by the melt of many metals. However, when using HF technology when burning a synthetic film by a metal, a vacuum with a vacuum of 20 ... 80 kPa acts on the sand-melt interface. The known force effect of the pressure drop presses the melt to the evacuated surface of the sand and accelerates the solidification of the metal layer. The intensity of solidification is controlled by the temperature of the melt, the magnitude of the vacuum, the thermal conductivity of the sand material, additional cooling in air of the primary crust formed or by blowing it with gas and subsequent re-dipping into the metal.

В последнем случае при вращении стержня, частично контактирующего с металлом, на нем образуется тонкая корка, аналогично прототипу. Поверхность корки охлаждается, а затем при продолжении вращения эта корка опять опускается в расплав, что продолжается многократно. Продолжительностью нахождения корки вне контакта с расплавом регулируют ее температуру. Обычно эта температура определяется возможностью сваривания горячей корки с последующими намораживаемыми слоями. Для интенсификации охлаждения используют обдув корки газом. In the latter case, when the rod is partially in contact with the metal, a thin crust forms on it, similar to the prototype. The surface of the crust is cooled, and then, with continued rotation, this crust again sinks into the melt, which continues many times. The length of time the crust is out of contact with the melt is controlled by its temperature. Usually this temperature is determined by the possibility of welding a hot crust with subsequent freezing layers. To intensify cooling, gas is used to blow off the crust.

Таким образом обеспечивают намораживание корки различных толщин на фасонном стержне или полуформе. Возможно использование местного обдува для местного утолщения корки отливки. In this way, crusts of various thicknesses are frozen on a shaped bar or half-mold. It is possible to use local blowing for local thickening of the peel of the casting.

После охлаждения отливки, в отличие от прототипа, стержень высыпают, прекращая его вакуумирование, так как не имеется возможности его повторного использования. After cooling the casting, in contrast to the prototype, the rod is poured out, stopping its evacuation, since there is no possibility of its reuse.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - литейный стержень для получения намораживанием отливки баллона; на фиг.3 - литейная полуформа для получения отливки корпуса лодки. In FIG. 1 shows a general view of a device for implementing the method; in FIG. 2 - a casting core for freezing the casting of the cylinder; figure 3 - casting half-mold for casting the hull of the boat.

Устройство для намораживания окунанием в расплавленный металл 1, находящийся в ванне 2, содержит литейный стержень 3, выполненный известными способами получения разовых литейных стержней по технологии ВПФ (покрывающая стержень 3 синтетическая пленка не показана). Стержень 3 имеет полый сердечник 4 с цапфами 5, за которые стержень крепят к траверсе 6, снабженной устройством 7 для обдува газом стержня 3. Устройство 7 сообщено шлангом 8 с источником газа. Траверса имеет двигатель с редуктором 9, с помощью которых передают вращение на стержень 3. Последний вакуумируют, подключая его полый сердечник 4 через клапан 10 к источнику вакуума (аналогично прототипу). Сердечник 4 перфорирован - имеет отверстия 11. A device for freezing by dipping into molten metal 1, located in the bath 2, contains a casting rod 3 made by known methods for producing single casting cores using the VPF technology (synthetic film covering rod 3 is not shown). The rod 3 has a hollow core 4 with trunnions 5, for which the rod is attached to the beam 6, equipped with a device 7 for blowing gas of the rod 3. The device 7 is communicated by a hose 8 with a gas source. The traverse has an engine with a gearbox 9, with which the rotation is transmitted to the rod 3. The latter is evacuated by connecting its hollow core 4 through valve 10 to a vacuum source (similar to the prototype). The core 4 is perforated - has holes 11.

Для получения отливки баллона служит стержень 12, а для получения корпуса лодки используют полуформу 13 с выступающей частью - болваном 14, имеющим впадины 15 для получения армирующих отливку ребер. To obtain the casting of the cylinder, the rod 12 is used, and to obtain the hull of the boat, a half-mold 13 is used with a protruding part - a block 14 having depressions 15 for receiving reinforcing the casting ribs.

Способ реализован при получении отливки трубы с фланцами. Отливки получают окунанием в расплав металла 1, находящемся в ванне 2 (печи или ковша). Стержень 3, полученный по ВПФ и имеющий полый сердечник 4, подвешивают за цапфы 5 на траверсу 6. Траверса имеет двигатель с редуктором 9, с помощью которых вращают стержень 3. Вакуумирование стержня 3 осуществляют при подключении полого сердечника 4 через клапан 10 (известной конструкции) к внешней вакуум-сети (вакуум-насосу). Вакуумирование песка осуществляют через отверстие 11. Для охлаждения корки используют обдув ее (или местный обдув участка корки) потоком газа из устройства 7, подключенного к источнику газа шлангом 8. The method is implemented upon receipt of a pipe casting with flanges. Castings are obtained by dipping into the molten metal 1 located in the bath 2 (furnace or ladle). The rod 3, obtained by the HMF and having a hollow core 4, is suspended by the trunnions 5 on the beam 6. The beam has a motor with a gear 9, with which the rod 3 is rotated. The rod 3 is evacuated by connecting the hollow core 4 through valve 10 (known design) to an external vacuum network (vacuum pump). Evacuation of sand is carried out through the hole 11. To cool the crust, use it by blowing it (or local blowing of the crust site) with a gas stream from the device 7, connected to the gas source by a hose 8.

Для получения отливки баллона используют стержень 12, который окунают в ванну, например, индукционной печи. Возможно многократное окунание при охлаждении намороженной поверхности до температуры, не препятствующей свариванию последующих слоев. При повторном намораживании роль затравки каждого последующего слоя выполняет предыдущий. To obtain the casting of the cylinder using the rod 12, which is dipped in a bath, for example, an induction furnace. Multiple dipping is possible when cooling a frozen surface to a temperature that does not impede the welding of subsequent layers. When re-freezing, the role of the seed of each subsequent layer is played by the previous one.

Для получения отливки типа ванны или корпуса лодки используют полуформу 13 с болваном 14, который окунают в расплав. На болване (выступающей части) 14 выполнены отпечатки-впадины 15 армирующих корпус ребер шириной и глубиной 5-15 мм, которые аналогично вакуумному всасыванию заполняют расплав одновременно с намораживанием сплошной поверхности корпуса. To obtain castings such as bathtubs or boat hulls, a half-mold 13 with a block 14 is used, which is dipped into the melt. On the block (protruding part) 14, imprints-depressions 15 are made for reinforcing the body of the ribs with a width and depth of 5-15 mm, which, similarly to vacuum absorption, fill the melt at the same time as freezing the solid surface of the body.

После затвердевания корки отливки и достижении ее требуемой температуры, стержень 3 из отливки выбивают (высыпают), а сердечник 4 извлекают и используют повторно. В отличие от прототипа вместо многократно используемого валка используют разовые стержни и формы. After the hardening of the peel of the casting and reaching its desired temperature, the rod 3 is knocked out (cast out) from the casting, and the core 4 is removed and reused. In contrast to the prototype, instead of a reusable roll, one-time rods and shapes are used.

Во избежание окисления намороженной корки в процессе многократного окунания можно использовать закрытую камеру с созданием в ней защитной атмосферы. In order to avoid oxidation of the frozen crust during multiple dipping, you can use a closed chamber with the creation of a protective atmosphere in it.

Способ совмещения намораживания с использованием технологии ВПФ расширяет область применения этих перспективных технологий литья. The method of combining freezing using HFF technology expands the scope of these promising casting technologies.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING HOLLOW THIN-WALL CASTINGS, including applying a facing layer to the frame of the forming agent, freezing the metal layer and removing the casting, characterized in that, in order to expand technological capabilities, the frame is perforated, the facing layer is applied by the method of vacuum-film molding, and to remove the casting, the facing layer is destroyed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the metal is frozen on the rod in layers, and the seed for each subsequent layer serves as the previous one.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that before freezing the subsequent layer, the previous layer is cooled by a gas stream.