RU215897U1

RU215897U1 - GATE-SUPPLY SYSTEM OF A MODEL BLOCK FOR THE MANUFACTURE OF CASTINGS WHEN CASTING BY LOST WASTING PATTERNS

Info

Publication number: RU215897U1
Application number: RU2022117074U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Владимирович Панфилов; Андрей Николаевич Ухов; Виталий Иванович Мартемьянов
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2023-01-09

Abstract

Полезная модель относится к области литейного производства. Литниково-питающая система модельного блока для изготовления отливок при литье по выплавляемым моделям содержит заливочную чашу (1), расположенную над цилиндрическим стояком (3) с отходящими от него питателями (4) с полостями (5) для формирования отливок, и фильтр (2), установленный в посадочном гнезде нижней части заливочной чаши. Фильтр выполнен цилиндрическим и имеет 9 сквозных отверстий диаметром 3,5 мм, а на его боковой поверхности по всей высоте выполнены выемки. По обе стороны заливочной чаши и цилиндрического стояка расположены газоотводные каналы, расположенные от верхней части цилиндрического стояка до верхней части заливочной чаши, огибая место расположения фильтра. Питатели с полостями для формирования отливок размещены ярусами по всей высоте цилиндрического стояка, причем каждый ярус питателей с полостями для формирования отливок смещен на 90° относительно последующего яруса. Обеспечивается повышение качества отливок и увеличение выхода годного литья за счет сокращения дефектов по газовым и шлаковым включениям и сорным раковинам. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

The utility model relates to the field of foundry production. The gating-feeding system of a model block for the manufacture of castings in investment casting contains a pouring bowl (1) located above a cylindrical riser (3) with feeders (4) extending from it with cavities (5) for forming castings, and a filter (2) , installed in the seat in the lower part of the pouring bowl. The filter is made cylindrical and has 9 through holes with a diameter of 3.5 mm, and recesses are made on its side surface along the entire height. On both sides of the pouring bowl and the cylindrical riser, gas outlet channels are located, located from the upper part of the cylindrical riser to the top of the pouring bowl, bypassing the location of the filter. Feeders with cavities for forming castings are placed in tiers along the entire height of the cylindrical riser, and each tier of feeders with cavities for forming castings is displaced by 90° relative to the next tier. EFFECT: improvement of the quality of castings and an increase in the yield of suitable castings due to the reduction of defects in gas and slag inclusions and weed shells. 2 w.p. f-ly, 4 ill., 1 tab.

Description

Настоящая полезная модель относится к литейному производству, к изготовлению литейных форм, а именно к литью по выплавляемым моделям и может быть использована при производстве средних по габаритам и массе отливок.This utility model relates to foundry production, to the manufacture of foundry molds, namely to investment casting, and can be used in the production of castings of medium size and weight.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является Модельный блок литниково-питающей системы для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям (патент РФ №56231, МПК В22С 7/02), содержащий литниковую воронку, стояк, зумпф, литниковый ход, питатели и шлакоуловитель, в котором ниже литникового хода выполнен фильтрообразующий элемент из материала оболочки модельного блока со сквозными вставками, при этом сквозные вставки и модельный блок изготовлены из одинакового материала.The closest to the claimed utility model is the Model block of the gating-feeding system for the manufacture of shell molds in investment casting (RF patent No. 56231, IPC V22S 7/02), containing a gate funnel, riser, sump, gate passage, feeders and slag trap, in which, below the sprue, a filter-forming element is made of the material of the shell of a model block with through inserts, while the through inserts and the model block are made of the same material.

Недостатками известного модельного блока литниково-питающей системы для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям являютсяThe disadvantages of the known model block gating-feeding system for the manufacture of shell molds in investment casting are

низкий выход годного литья и ограниченная номенклатура за счет возможного производства только единичных отливок с формы, поскольку в блоке располагается одна отливка с фильтрообразующим элементом;low yield of suitable castings and limited range due to the possibility of producing only single castings from the mold, since there is one casting with a filter-forming element in the block;

низкое качество отливок из-за таких дефектов, как газовые раковины, образующиеся в результате образования встречных потоков: потока отвода газа из формы, направленного в верхнюю часть стояка, и потока заливаемого расплавленного металла.poor quality of castings due to defects such as gas pockets resulting from the formation of oncoming flows: the gas removal flow from the mold directed to the upper part of the riser, and the flow of poured molten metal.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение качества отливок и увеличение выхода годного литья.The claimed technical solution is aimed at improving the quality of castings and increasing the yield of suitable castings.

Технический результат достигается тем, что литниково-питающая система модельного блока для изготовления отливок при литье по выплавляемым моделям содержит заливочную чашу, расположенную над цилиндрическим стояком с отходящими от него питателями с полостями для формирования отливок, и фильтр, который установлен в посадочном гнезде нижней части заливочной чаши и представляет собой цилиндр с девятью сквозными отверстиями диаметром 3,5 мм, а на боковой поверхности по всей высоте фильтра выполнены выемки, при этом по обе стороны заливочной чаши и цилиндрического стояка расположены газоотводные каналы, расположенные от верхней части цилиндрического стояка до верхней части заливочной чаши, огибая место расположения фильтра, а питатели с полостями для формирования отливок размещены ярусами по всей высоте цилиндрического стояка, причем каждый ярус питателей с полостями для формирования отливок смещен на 90° относительно последующего яруса. Фильтр может быть выполнен из плакированной смеси на стержневых машинах по горячей оснастке, а также может быть керамическим.The technical result is achieved by the fact that the gate-feeding system of the model block for the manufacture of castings for investment casting contains a pouring bowl located above a cylindrical riser with feeders extending from it with cavities for forming castings, and a filter that is installed in the seat of the lower part of the casting bowl and is a cylinder with nine through holes with a diameter of 3.5 mm, and recesses are made on the side surface along the entire height of the filter, while on both sides of the pouring bowl and the cylindrical riser there are gas outlet channels located from the top of the cylindrical riser to the top of the pouring bowls, skirting the location of the filter, and feeders with cavities for forming castings are placed in tiers along the entire height of the cylindrical riser, and each tier of feeders with cavities for forming castings is displaced by 90° relative to the next tier. The filter can be made of a clad mixture on hot-rigged rod machines, and can also be ceramic.

На фиг. 1 изображена литниково-питающая система модельного блока для изготовления отливок при литье по выплавляемым моделям, общий вид; In FIG. 1 shows the gate-feeding system of a model block for the manufacture of castings in investment casting, general view;

на фиг. 2 - изображен фильтр, вид сбоку; in fig. 2 - shows the filter, side view;

на фиг. 3 - изображен фильтр, вид сверху; in fig. 3 - shows the filter, top view;

на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.in fig. 4 - section A-A in Fig. 3.

Заявляемая литниково-питающая система модельного блока для изготовления отливок при литье по выплавляемым моделям содержит заливочную чашу 1 с фильтром 2 в ее нижней части и цилиндрический стояк 3, по всей высоте которого в три яруса размещены питатели 4 с полостями 5 для формирования отливок.The inventive gating-feeding system of a model block for the manufacture of castings in investment casting contains a pouring cup 1 with a filter 2 in its lower part and a cylindrical riser 3, along the entire height of which feeders 4 with cavities 5 are placed in three tiers for forming castings.

Под фильтр 2 в заливочной чаше 1 выполнено посадочное гнездо.Under the filter 2 in the filling bowl 1 is made seating.

По обе стороны цилиндрического стояка 3 и заливочной чаши 1 выполнены газоотводные каналы 6. При этом газоотводные каналы 6 расположены от верхней части цилиндрического стояка 3 до верхней части заливочной чаши 1, огибая место расположения фильтра 2. Такое расположение газоотводных каналов 6 позволяет скопившемуся газу внутри модельного блока свободно выходить из формы, минуя фильтр 2, и заливаемый в литниковую чашу 1 расплавленный металл.Gas outlet channels 6 are made on both sides of the cylindrical riser 3 and the pouring bowl 1. At the same time, the gas outlet channels 6 are located from the upper part of the cylindrical riser 3 to the upper part of the pouring bowl 1, skirting the location of the filter 2. This arrangement of the outlet channels 6 allows the accumulated gas inside the model block to freely exit the mold, bypassing the filter 2, and poured into the gating bowl 1 molten metal.

Питатели 4 с полостями 5 для формирования отливок размещены по всей высоте цилиндрического стояка 3 в три яруса. В каждом ярусе размещено по два питателя 4 с полостями 5, при этом питатели 4 с полостями 5 каждого яруса относительно последующего яруса смещены на 90°. Смещение необходимо для равномерного расположения полостей 5 для формирования отливок вдоль цилиндрического стояка 3.Feeders 4 with cavities 5 for forming castings are placed along the entire height of the cylindrical riser 3 in three tiers. Each tier has two feeders 4 with cavities 5, while the feeders 4 with cavities 5 of each tier relative to the next tier are displaced by 90°. The displacement is necessary for the uniform arrangement of cavities 5 for the formation of castings along the cylindrical riser 3.

Фильтр 2 представляет собой цилиндр с девятью сквозными отверстиями диаметром 3,5 мм, при этом на боковой поверхности по всей высоте фильтровального элемента 2 с четырех сторон выполнены выемки. Выемки обеспечивают жесткость фильтра 2, сохраняя его от разрушения, а также выполняют роль дополнительных отверстий, по которым в форму поступает металл. Фильтр 2 изготовлен из плакированной смеси на стержневых машинах по горячей оснастке, а также может быть керамическим.The filter 2 is a cylinder with nine through holes with a diameter of 3.5 mm, while recesses are made on the side surface along the entire height of the filter element 2 on four sides. The recesses ensure the rigidity of the filter 2, preserving it from destruction, and also act as additional holes through which the metal enters the mold. Filter 2 is made of a clad mixture on hot-rigged rod machines, and can also be ceramic.

При диаметре отверстий свыше 3,5 мм количество и размер шлаковых частиц диаметром 3, 5 и 7 мм составляет 10-50%, что приводит к браку отливок, а именно к дефектам по газовым и шлаковым включениям и сорным раковинам.With a hole diameter of more than 3.5 mm, the number and size of slag particles with a diameter of 3, 5 and 7 mm is 10-50%, which leads to the rejection of castings, namely, to defects in gas and slag inclusions and weed shells.

При диаметре отверстий менее 3,5 мм шлаковые частицы диаметром 5 и 7 мм отсутствуют, а шлаковые частицы диаметром 3 мм составляют 0,5% (данное количество возможно за счет прохождения металла по боковым выемкам фильтра, поскольку через отверстия в фильтре диаметром 2,5 мм шлаковые частицы диаметром 3 мм не проходят), однако в этом случае увеличивается время заполнения металлом формы, что приводит к снижению производительности и к браку отливок по недоливу.With a hole diameter of less than 3.5 mm, there are no slag particles with a diameter of 5 and 7 mm, and slag particles with a diameter of 3 mm are 0.5% (this amount is possible due to the passage of metal through the side recesses of the filter, since through the holes in the filter with a diameter of 2.5 slag particles with a diameter of 3 mm do not pass), however, in this case, the time for filling the mold with metal increases, which leads to a decrease in productivity and to the rejection of castings due to underfilling.

При количестве отверстий в фильтре менее девяти происходит слишком быстрое заполнение формы металлом, при этом шлаковые частицы не успевают всплыть на поверхность заливочной чаши и поступают в полость стояка и отливки, приводя к появлению дефектов в отливках.When the number of holes in the filter is less than nine, the mold is filled too quickly with metal, while the slag particles do not have time to float to the surface of the pouring cup and enter the cavity of the riser and casting, leading to the appearance of defects in the castings.

Выполнение в фильтре свыше девяти отверстий нежелательно, поскольку при этом фильтр становится менее прочным и может разрушиться.Making more than nine holes in the filter is undesirable, since this makes the filter less durable and may collapse.

В цехе точного стального литья Литейного завода ПАО «КАМАЗ» при изготовлении опытной партии отливок 750.10-3701778 «Кронштейн» с заливкой стали 35Л использовали литниково-питающие системы без фильтра и с фильтрами различных типов. Результаты опробования отражены в таблице.In the precision steel casting shop of the Foundry of PJSC KAMAZ, in the manufacture of an experimental batch of castings 750.10-3701778 "Bracket" with steel 35L poured, gating-feeding systems without a filter and with filters of various types were used. The testing results are shown in the table.

Анализ моделирования шлаковых и газовых включений с подбором оптимальной литниково-питающей системы показал, что попадание шлаковых и газовых частиц в тело отливки без применения фильтра максимально, а с применением фильтра значительно снижено, и при подборе оптимальной литниково-питающей системы показал, что минимальное количество шлаковых и газовых включений наблюдается при использовании фильтра с девятью отверстиями диаметром 3,5 мм.An analysis of the modeling of slag and gas inclusions with the selection of the optimal gate-feeding system showed that the ingress of slag and gas particles into the casting body without using a filter is maximum, and with the use of a filter it is significantly reduced, and when selecting the optimal gate-feeding system, it showed that the minimum amount of slag and gas inclusions is observed when using a filter with nine holes with a diameter of 3.5 mm.

Литниково-питающая система модельного блока для изготовления отливок при литье по выплавляемым моделям следующим образом.Gating-feeding system of a model block for the manufacture of castings in investment casting as follows.

В заливочную чашу 1 заливают металл, который попадает непосредственно на фильтр 2. При заполнении чаши 1 фильтр 2, снижая скорость потока расплавленного металла, позволяет держать заливочную чашу 1 наполненной металлом. При этом сорные включения и шлаковые частицы всплывают и держатся на поверхности расплавленного металла, а в нижней части заливочной чаши 1 остается чистый металл без неметаллических включений, который по сквозным отверстиям фильтра 2 поступает в цилиндрический стояк 3.Metal is poured into the pouring bowl 1, which falls directly on the filter 2. When filling the bowl 1, the filter 2, by reducing the flow rate of the molten metal, allows you to keep the pouring bowl 1 filled with metal. At the same time, weed inclusions and slag particles float up and stay on the surface of the molten metal, and pure metal without non-metallic inclusions remains in the lower part of the pouring bowl 1, which enters the cylindrical riser 3 through the through holes of the filter 2.

Расплавленный металл начинает выдавливать воздух, находящийся внутри модельного блока. При этом воздух поднимается вверх по цилиндрическому стояку 3 и через газоотводные каналы 6 выходит в верхнюю часть заливочной чаши 1, которая не заполнена металлом. Таким образом, заливаемый металл не встречается со встречным потоком отходящего воздуха из формы и спокойно заполняет внутренние полости литниково-питающей системы модельного блока.The molten metal begins to squeeze out the air inside the model block. In this case, the air rises up the cylindrical riser 3 and exits through the gas outlet channels 6 to the upper part of the pouring cup 1, which is not filled with metal. Thus, the poured metal does not meet with the oncoming flow of exhaust air from the mold and calmly fills the internal cavities of the gating-feeding system of the model block.

В сравнении с известными техническими решениями, заявляемая полезная модель при незначительных затратах на изготовление обеспечивает качественную очистку металла и имеет следующие преимущества:In comparison with the known technical solutions, the claimed utility model provides high-quality metal cleaning at low manufacturing costs and has the following advantages:

позволяет увеличить выход годного литья и повысить качество отливок за счет наличия фильтра и газоотводных каналов, благодаря чему исключается попадание неметаллических включений в литниковую питающую систему, в форму поступает чистый металл и отсутствует скопление газа в форме, а также за счет смещения на 90° каждого яруса питателей с полостями отливок относительно последующего, что позволяет разместить большее количество получаемой продукции.allows to increase the yield of suitable castings and improve the quality of castings due to the presence of a filter and gas outlet channels, which eliminates the ingress of non-metallic inclusions into the gating feed system, pure metal enters the mold and there is no accumulation of gas in the mold, as well as due to a shift of 90 ° of each tier feeders with casting cavities relative to the next, which allows you to place a larger amount of the resulting product.

Claims

1. Gating-feeding system of a model block for the manufacture of castings in investment casting, containing a pouring bowl located above a cylindrical riser with feeders extending from it with cavities for forming castings, and a filter, characterized in that the filter is installed in the seat of the lower part pouring bowl and is a cylinder with nine through holes with a diameter of 3.5 mm, and recesses are made on the side surface along the entire height of the filter, while on both sides of the filling bowl and the cylindrical riser there are gas outlet channels located from the upper part of the cylindrical riser to the upper part pouring bowl, skirting the location of the filter, and feeders with cavities for forming castings are placed in tiers along the entire height of the cylindrical riser, and each tier of feeders with cavities for forming castings is displaced by 90° relative to the next tier.

2. Gating-feeding system according to claim 1, characterized in that the filter is made of a clad mixture on hot-rigged core machines.

3. Gating system according to claim 1, characterized in that the filter is made of ceramic.