RU2077410C1 - Method of casting of iron castings without sinkheads - Google Patents

Method of casting of iron castings without sinkheads Download PDF

Info

Publication number
RU2077410C1
RU2077410C1 RU93054958A RU93054958A RU2077410C1 RU 2077410 C1 RU2077410 C1 RU 2077410C1 RU 93054958 A RU93054958 A RU 93054958A RU 93054958 A RU93054958 A RU 93054958A RU 2077410 C1 RU2077410 C1 RU 2077410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting
sinkheads
iron
mold
cast iron
Prior art date
Application number
RU93054958A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93054958A (en
Inventor
Валентин Логинович Лапин
Original Assignee
Валентин Логинович Лапин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Логинович Лапин filed Critical Валентин Логинович Лапин
Priority to RU93054958A priority Critical patent/RU2077410C1/en
Publication of RU93054958A publication Critical patent/RU93054958A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2077410C1 publication Critical patent/RU2077410C1/en

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: foundry; applicable in production of solid highly tight iron casting without sinkheads. SUBSTANCE: after pouring of molten iron into mold, it is given rotary motion round horizontal axis with angular velocity of 1-60 revolutions per minute. This formation of sink hole separated with hard connector from nonsolidified region of casting in which at the stage of eutectic crystallization excessive volume appears. Owing to this, excessive volume fills shrinkage cavity but it does not result in exterior expansion of casting. This is why the iron castings have no sinkheads. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к линейному производству и может быть использовано для получения плотных высокогерметичных отливок без прибылей. The invention relates to linear production and can be used to obtain dense high-pressure castings without profits.

Для получения чугунных отливок без усадочных дефектов литейные формы изготавливают обычно со специальной полостью (прибылью), из которой во время затвердевания осуществляется питание отливок. При этом на прибыль расходуется большое количество металла, зачастую соизмеримое с самой отливкой, особенно при получении отливок из высокопрочного чугуна. To obtain cast iron castings without shrinkage defects, casting molds are usually made with a special cavity (profit), from which the castings are fed during solidification. At the same time, a large amount of metal is spent on profit, often commensurate with the casting itself, especially when castings are made from ductile iron.

Вместе с тем, при затвердевании чугуна выделяется графит, что сопровождается увеличением объема и компенсацией усадки, вызванной охлаждением жидкого чугуна и его переходом в твердое состояние. Таким образом, казалось бы, имеется полная возможность для получения плотных отливок из чугуна без прибылей. Но на практике этого не происходит по следующей причине. При отсутствии прибыли на начальной стадии затвердевания оливки в ней образуется усадочная раковина из-за дефицита питания в этот период. На более поздней стадии затвердевания отливки, в частности на этапе эвтектической кристаллизации, образуется избыточный объем, вызванный интенсивным выделением графита и снятием в основном к этому времени перегрева чугуна. Избыточный объем, если он не прорывается в ранее образовавшуюся раковину, расходуется полностью на предусадочное (наружное) расширение отливки. Отливка получается с большой усадочной раковиной. Если избыточный объем прорывается в усадочную раковину, то последняя полностью или частично заполняется чугуном. Но как 0 показали исследования отливку нельзя признать качественной, даже если первоначально образованная раковина была полностью заполнена чугуном за счет избыточного объема. Наблюдается низкая прочность чугуна на границе бывшей усадочной раковины, вероятно, из-за окисленности и недостаточной свариваемости чугуна в этом месте. At the same time, graphite is precipitated during the solidification of cast iron, which is accompanied by an increase in volume and compensation of shrinkage caused by cooling of molten cast iron and its transition to a solid state. Thus, it would seem that there is every opportunity to obtain dense castings of cast iron without profit. But in practice this does not happen for the following reason. In the absence of profit at the initial stage of solidification of the olive, a shrinkage shell is formed in it due to nutritional deficiency during this period. At a later stage of solidification of the casting, in particular at the eutectic crystallization stage, an excess volume is formed due to the intensive release of graphite and the removal of cast iron overheating mainly by this time. Excess volume, if it does not break into the previously formed shell, is completely spent on the pre-expansion (external) expansion of the casting. The casting is obtained with a large shrink shell. If the excess volume breaks into the shrink shell, then the latter is completely or partially filled with cast iron. But, as research has shown, the casting cannot be recognized as qualitative, even if the originally formed shell was completely filled with cast iron due to excess volume. There is a low strength of cast iron at the boundary of the former shrink shell, probably due to the oxidation and insufficient weldability of the cast iron in this place.

Указанные дефекты устраняются предлагаемым изобретением. Суть изобретения том, что после отливки чугуна в литейную форму, ее приводят во вращение вокруг горизонтальной оси. При этом образующаяся усадочная пустота последовательно перемещается в тепловой центр. Это исключает образование усадочной раковины с выходом на поверхность отливки, а также твердой перемычки (моста) между усадочной раковиной и незатвердевшим объемом металла. Благодаря этому избыточный объем, возникающий в отливке на этапе эвтектической кристаллизации, расходуется на заполнение усадочной пустоты, а не на предусадочное расширение отливки. При отсутствии выхода усадочной раковины на поверхность отливки в ней возникает разрежение и внешнее (атмосферное) давление также способствует снижению объема усадочной раковины. Качество чугуна в области заполненной усадочной раковины не снижается, так как окисление отсутствует. These defects are eliminated by the invention. The essence of the invention is that after casting iron into a mold, it is brought into rotation around a horizontal axis. In this case, the resulting shrinkage void is sequentially moved to the heat center. This eliminates the formation of a shrink shell with access to the surface of the casting, as well as a solid bridge (bridge) between the shrink shell and the uncured volume of metal. Due to this, the excess volume that occurs in the casting at the eutectic crystallization stage is spent on filling the shrinkage void, and not on the pre-expansion expansion of the casting. If there is no exit of the shrink shell to the surface of the casting, rarefaction occurs in it and external (atmospheric) pressure also helps to reduce the volume of the shrink shell. The quality of cast iron in the area of the filled shrink shell does not decrease, since there is no oxidation.

Оптимальная угловая скорость вращения литейной формы 1 60 оборотов в минуту. Скорость более 60 оборотов в минуту существенно увеличивает затраты, без последующего повышения качества. Скорость менее 1 оборота в минуту уже не обеспечивает равномерности послойного затвердевания отливки, а также более равномерного распределения неметаллических включений и исключения "черных пятен". Верхние слои отливок из чугуна с шаровидным графитом при обычном литье (без вращения) часто имеют дефект "черные пятна" вследствие всплывания неметаллических включений образовавшихся при взаимодействии жидкого чугуна с модификатором. Вращение литейной формы устраняет этот дефект за счет более равномерного распределения неметаллических включений по отливке и обеспечивает большую однородность механических свойств и герметичности в отливке. The optimum angular speed of rotation of the mold is 1 60 rpm. A speed of more than 60 revolutions per minute significantly increases costs, without a subsequent improvement in quality. A speed of less than 1 revolution per minute no longer ensures uniformity of the layer-by-layer solidification of the casting, as well as a more uniform distribution of non-metallic inclusions and the exclusion of black spots. The upper layers of nodular iron castings during conventional casting (without rotation) often have a “black spot” defect due to the surfacing of non-metallic inclusions formed during the interaction of molten iron with a modifier. The rotation of the mold eliminates this defect due to a more uniform distribution of non-metallic inclusions over the casting and provides greater uniformity of mechanical properties and tightness in the casting.

Предлагаемый способ имеет следующую последовательность операций: 1) заливка чугуна в литейную форму; 2) приведение литейной формы во вращение вокруг горизонтальной оси с угловой скоростью 1 60 оборотов в минуту. The proposed method has the following sequence of operations: 1) pouring cast iron into a mold; 2) casting the mold into rotation around a horizontal axis with an angular speed of 1 60 rpm.

По технической сущности прототипом предлагаемого способа является центробежный способ литья [1, 2] который имеет следующую последовательность операций: 1) приведение литейной формы во вращение вокруг горизонтальной, вертикальной и т.д. оси с угловой скоростью сотни и тысячи оборотов в минуту; 2) заливка металла в литейную форму. By technical nature, the prototype of the proposed method is a centrifugal casting method [1, 2] which has the following sequence of operations: 1) casting the mold into rotation around horizontal, vertical, etc. axis with an angular speed of hundreds and thousands of revolutions per minute; 2) pouring metal into a mold.

Таким образом, отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в иной последовательности операций и в том, что скорость вращения литейной формы в предлагаемом способе в сотни раз ниже по сравнению с центробежным способом литья. Thus, the difference between the proposed method and the prototype consists in a different sequence of operations and in that the rotation speed of the mold in the proposed method is hundreds of times lower compared to the centrifugal casting method.

Указанные отличия имеют принципиальное значение. These differences are of fundamental importance.

При центробежном способе литья жидкий металл и пустота располагаются симметрично относительно оси вращения за счет действия значительных центробежных сил. Жидкий металл находится во вращении вместе с затвердевшей частью отливки. In the centrifugal casting method, the liquid metal and the void are located symmetrically about the axis of rotation due to the action of significant centrifugal forces. Liquid metal is in rotation with the hardened part of the casting.

В предлагаемом способе центробежные силы практически отсутствуют и поэтому жидкий металл всегда находится внизу, а усадочная пустота над жидким металлом. Внутренняя поверхность оболочки кристаллизующейся отливки как бы обкатывается жидким чугуном. Сочетание обкатывания с послойным намерзанием чугуна создает эффект перемещения усадочной пустоты в сторону незатвердевшей области отливки. In the proposed method, centrifugal forces are practically absent and therefore the liquid metal is always located below, and the shrinkage void above the liquid metal. The inner surface of the shell of the crystallized casting, as it were, is run in by liquid iron. The combination of run-in with layer-by-layer freezing of cast iron creates the effect of moving the shrinkage void towards the uncured region of the casting.

При обычном литье (без вращения формы) неметаллические включения всплывают, обогащая верхние части отливки; при центробежном литье они удаляются в направлении оси вращения за счет "утяжеления металла", обогащая внутренние слои отливки; в предлагаемом способе неметаллические включения просто равномерно распределяются по сечению отливки, исключая образование типичного для высокопрочного чугуна дефекта типа "черных пятен". In conventional casting (without rotation of the mold) non-metallic inclusions float, enriching the upper parts of the casting; during centrifugal casting, they are removed in the direction of the axis of rotation due to the "weight of the metal", enriching the inner layers of the casting; in the proposed method, non-metallic inclusions are simply uniformly distributed over the casting section, excluding the formation of a black spot defect typical of high-strength cast iron.

Центробежным способом можно изготовлять только осесимметричные отливки во избежание разрушения установки из-за вибрации. Предлагаемым способом можно осуществлять получение чугунных отливок без прибылей, изготавливаемых в любых формах практически любой конфигурации и размеров. Only axisymmetric castings can be made in a centrifugal way in order to avoid destruction of the installation due to vibration. The proposed method can be obtained cast iron castings without profits, manufactured in any form of almost any configuration and size.

В предлагаемом способе вращения литейной формы вокруг горизонтальной оси можно производить с помощью различных устройств: в частности, кантователей, вращателей, манипуляторов, промышленных роботов. Это могут быть и совершенно нетривиальные устройства. Выбор устройств и их проектирование зависит от ряда факторов: от массы, габаритов и конфигурации залитых литейных форм, серийности отливок, производственного опыта и т.д. In the proposed method, the rotation of the mold around a horizontal axis can be performed using various devices: in particular, tilters, rotators, manipulators, industrial robots. It can be completely nontrivial devices. The choice of devices and their design depends on a number of factors: on the mass, dimensions and configuration of the casting molds, the seriality of castings, production experience, etc.

Claims (1)

1 Способ получения чугунных отливок без прибылей, включающий заливку чугуна в литейную форму, приводимую во вращение вокруг горизонтальной оси вращения, и последующую кристаллизацию, отличающийся тем, что литейную форму приводят во вращение после окончания заливки чугуна в литейную форму с частотой вращения 1 60 об/мин.1 A method for producing non-profit cast iron castings, comprising casting cast iron into a mold brought into rotation about a horizontal axis of rotation, and subsequent crystallization, characterized in that the cast mold is brought into rotation after casting of cast iron is completed at a speed of 1 60 rpm min
RU93054958A 1993-12-10 1993-12-10 Method of casting of iron castings without sinkheads RU2077410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054958A RU2077410C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 Method of casting of iron castings without sinkheads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054958A RU2077410C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 Method of casting of iron castings without sinkheads

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93054958A RU93054958A (en) 1997-03-10
RU2077410C1 true RU2077410C1 (en) 1997-04-20

Family

ID=20150108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93054958A RU2077410C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 Method of casting of iron castings without sinkheads

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2077410C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Чугунное литье:Справочник литейщика/Под ред. Н.Н.Рубцова. - М.: Машгиз, 1961, с. 590 - 596. Центробежное литье:Инженерная монография. - М.: Машиностроение, 1972, с. 6 - 7. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2077410C1 (en) Method of casting of iron castings without sinkheads
US3795270A (en) Method of and means for sealing a stopping and withdrawing head in a continuous casting mold for steel
JP5675696B2 (en) Method of cooling molten metal and control of metal structure in casting
EP2842661A1 (en) Process for producing cast object, and cast object
JPH0366447A (en) Method for casting layered cast slab
WO2004101197A3 (en) Method for centrifugal casting
JP4160775B2 (en) Method for producing cast iron pipe in centrifugal casting equipment
US3565163A (en) Foundry mold
SU1084105A1 (en) Method of casting ferroalloys
JP2729727B2 (en) Method of manufacturing bottomed container
JPS6142471A (en) Forcedly cooling type casting method
SU1042883A1 (en) Blank casting method
JPH0521667B2 (en)
SU680806A1 (en) Method for the manufacture of steel ingots
SU806240A1 (en) Method of centrifugal casting of bimetallic worm wheel
SU1338968A1 (en) Method of centrifugal casting with a vertical axis of rotation and mould for effecting same
SU1328062A2 (en) Apparatus for producing hollow ingot
US1544544A (en) Method of making castings
SU1664456A1 (en) Apparatus for making horizontal ingot
JPH03189057A (en) Mold for precise centrifugal casting
JP2729732B2 (en) Method of manufacturing bottomed container
SU1625583A1 (en) A process of the centrifugal casting of blanks with an internal flange
GB2090779A (en) Wear resistant insert for cast lightweight pistons and method of casting
SU485822A1 (en) Casting mold
SU740402A1 (en) Roll casting apparatus