RU2015834C1

RU2015834C1 - Method and apparatus of directed crystallization

Info

Publication number: RU2015834C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Лапшин
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: melted in a crucible furnace metal is poured in a casting mold, that as ingot hardening is then moved relatively zone of heating. In the case, before metal is melting the crucible together with casting mold is turn around by 180 deg. Apparatus has a casting mold, a crucible furnace, that has a turning mechanism and a cooler, fixed on a transportation mechanism, that is located on the frame of the furnace. The cooler is mounted on a casting mold, located in the upper part of the crucible of the furnace. Side surface of the casting mold matches the side surface of the upper inner part of the crucible. EFFECT: decrease of power consumption. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение при получении отливок в машиностроении. The invention relates to foundry and may find application in the production of castings in mechanical engineering.

Известен способ получения отливок методом направленной кристаллизации, согласно которому литейную форму помещают в нагревательную печь, заливают расплавом и опускают в ванну с жидкометаллическим охладителем по мере затвердевания отливки. A known method of producing castings by directional crystallization, according to which the mold is placed in a heating furnace, poured with melt and lowered into a bath with a liquid metal cooler as the casting solidifies.

Известно устройство для направленной кристаллизации, которое содержит литейную форму, нагревательную и плавильную печи, устройство подъема и опускания формы, ванну с жидкометаллическим охладителем. A device for directional crystallization is known, which contains a mold, a heating and melting furnace, a device for raising and lowering the mold, a bath with a liquid metal cooler.

Из известных способов направленной кристаллизации наиболее близким к предлагаемому является способ, по которому литейную форму устанавливают на холодильник, помещают в нагревательную печь, заливают расплавом и перемещают относительно зоны нагрева по мере затвердевания отливки. Of the known methods of directional crystallization, the closest to the proposed one is the method in which the mold is mounted on a refrigerator, placed in a heating furnace, poured with a melt and moved relative to the heating zone as the casting hardens.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство, которое содержит литейную форму, установленную на холодильник и помещенную в нагревательную печь, холодильник закреплен на механизме подъема и опускания формы. Для плавки и заливки расплава в форму предусмотрена тигельная индукционная печь с механизмом поворота. Of the known devices, the closest to the proposed device is a device that contains a mold mounted on a refrigerator and placed in a heating furnace, the refrigerator is mounted on a mechanism for raising and lowering the mold. For melting and pouring the melt into a mold, a crucible induction furnace with a rotation mechanism is provided.

Известный способ и устройство имеют высокую энергоемкость, связанную с наличием отдельной нагревательной печи. The known method and device have a high energy intensity associated with the presence of a separate heating furnace.

Для уменьшения энергоемкости в предлагаемом способе расплавленный в тигле плавильной печи металл заливают в литейную форму, которую затем по мере затвердевания отливки перемещают относительно зоны нагрева, при этом перед плавлением металла литейную форму устанавливают в верхнюю часть тигля, закрепляют ее, а после расплавления металла тигель вместе с литейной формой поворачивают на 180 градусов; а в устройстве для направленной кристаллизации, содержащем литейную форму, тигельную плавильную печь, имеющую механизм поворота, и холодильник, закрепленный на механизме перемещения, который размещается на раме печи, холодильник установлен на литейную форму, размещенную в верхней части тигля плавильной печи, при этом боковая поверхность формы совпадает с боковой поверхностью верхней внутренней части тигля. To reduce the energy intensity in the proposed method, the metal melted in the crucible of the melting furnace is poured into the mold, which is then moved relative to the heating zone as the cast hardens, while before the metal is melted, the mold is placed in the upper part of the crucible, it is fixed, and after the metal is melted, the crucible with a mold rotate 180 degrees; and in a device for directional crystallization containing a casting mold, a crucible melting furnace having a rotation mechanism, and a refrigerator mounted on a moving mechanism that is placed on the furnace frame, the refrigerator is mounted on a casting mold located in the upper part of the crucible of the melting furnace, while the side the surface of the mold coincides with the side surface of the upper inner part of the crucible.

На чертеже изображено устройство, вертикальный разрез. The drawing shows a device, a vertical section.

Устройство содержит тигель 1, установленный в индукторе 2 плавильной печи, имеющей механизм поворота. Тигель 1 закреплен в индукторе 2 при помощи футеровочной смеси 3. Литейная форма 4 установлена в верхней части тигля. Внутренняя боковая поверхность тигля выполнена сужающейся книзу. Это обеспечивает надежную фиксацию формы 4 в тигле 1. А то, что боковая поверхность формы 4 совпадает с боковой поверхностью верхней внутренней части тигля 1, обеспечивает плотный контакт и предотвращает выливание металла в зазор между тиглем и формой. В форме 4 предусмотрена литниковая воронка 5 для заливки в форму расплава. Сверху формы 4 расположен холодильник 6, закрепленный на механизме перемещения 7, который размещен на раме 8 индуктора 2. The device comprises a crucible 1 mounted in an inductor 2 of a melting furnace having a rotation mechanism. The crucible 1 is fixed in the inductor 2 using the lining mixture 3. The mold 4 is installed in the upper part of the crucible. The inner side surface of the crucible is made tapering downward. This ensures reliable fixation of the form 4 in the crucible 1. And the fact that the side surface of the form 4 coincides with the side surface of the upper inner part of the crucible 1, provides tight contact and prevents pouring of metal into the gap between the crucible and the form. In the form 4, a gate funnel 5 is provided for pouring into the melt form. On top of the form 4 is a refrigerator 6, mounted on a movement mechanism 7, which is placed on the frame 8 of the inductor 2.

Способ осуществляется следующим образом. В тигель плавильной печи загружают шихту, в верхнюю часть тигля устанавливают литейную форму, сверху форму накрывают и прижимают холодильником, который крепят к механизму перемещения. После расплавления металла в тигле, его вместе с формой переворачивают на 180 градусов и заливают металл (во время переворачивания) в рабочую полость формы. В дальнейшем, по мере затвердевания отливки, форму перемещают из тигля вниз. В процессе перемещения работает плвильная печь и, тем самым, обогревается часть формы, находящаяся в тигле. В результате, без применения дополнительной нагревательной печи, обеспечивается направленная кристаллизация отливок в литейной форме. Когда форма выйдет из тигля, ее снимают с холодильника, тигель возвращают в исходное положение и процесс повторяют. The method is as follows. The mixture is loaded into the crucible of the melting furnace, the mold is installed in the upper part of the crucible, the form is covered from above and pressed with a refrigerator, which is attached to the movement mechanism. After melting the metal in the crucible, it, together with the mold, is inverted 180 degrees and the metal is poured (during inversion) into the working cavity of the mold. Subsequently, as the casting solidifies, the mold is moved down from the crucible. In the process of moving, the spinning furnace works and, thereby, the part of the mold located in the crucible is heated. As a result, without the use of an additional heating furnace, directional crystallization of the castings in the mold is ensured. When the form comes out of the crucible, it is removed from the refrigerator, the crucible is returned to its original position and the process is repeated.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В тигель 1 загружается требуемое количество шихты, в верхнюю часть тигля 1 устанавливается литейная форма 4 и начинается процесс плавки при помощи индуктора 2. После расплавления металла 9 в тигле 1, устройство поворачивается на 180 градусов в сторону литниковой воронки 5. На чертеже направление этого поворота показано стрелкой. При повороте расплав 9 заливается в форму 4, которая затем, при помощи механизма перемещения 7, вытягивается из тигля 1. При этом работает индуктор 2 и поддерживает металл формы, находящийся в зоне его действия, в жидком состоянии. Из-за крутых температурных градиентов, вызванных использованием холодильника 6 и обогревом металла в форме 4 индуктором 2, по мере перемещения формы 4 из тигля 1 в отливках формируется столбчатое макростроение. Когда форма выйдет из тигля 1, она снимается с холодильника 6, устройство возвращается в исходное положение, тигель 1 очищается и процесс повторяется снова. The proposed device operates as follows. The required amount of charge is loaded into the crucible 1, the mold 4 is installed in the upper part of the crucible 1 and the melting process starts using the inductor 2. After the metal 9 is melted in the crucible 1, the device rotates 180 degrees towards the gate funnel 5. In the drawing, the direction of this rotation shown by arrow. When turning the melt 9 is poured into a mold 4, which is then pulled out of the crucible 1 by means of a displacement mechanism 7. In this case, the inductor 2 works and maintains the mold metal in the zone of its action in a liquid state. Due to the steep temperature gradients caused by the use of the refrigerator 6 and the heating of the metal in the mold 4 by the inductor 2, as the mold 4 moves from the crucible 1, a columnar macrostructure is formed in the castings. When the form comes out of the crucible 1, it is removed from the refrigerator 6, the device returns to its original position, the crucible 1 is cleaned and the process is repeated again.

Claims

1. A method of directional crystallization, including melting a metal in a crucible melting furnace, pouring it into a mold, which then, as the casting hardens, moves relative to the heating zone, characterized in that the mold is installed in the upper part of the crucible melting furnace before melting the metal, and it is fixed , and after the melting of the metal, the crucible melting furnace together with the mold is rotated 180 ^o .

2. A device for directional crystallization, containing a crucible melting furnace having a rotation mechanism, a casting mold and a refrigerator mounted on a movement mechanism that is mounted on a furnace frame, characterized in that the refrigerator is mounted on a casting mold located in the upper part of the crucible melting furnace, however, the side surface of the mold coincides with the side surface of the upper inner part of the crucible melting furnace.