RU2284244C2 - Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same - Google Patents
Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284244C2 RU2284244C2 RU2004102002/02A RU2004102002A RU2284244C2 RU 2284244 C2 RU2284244 C2 RU 2284244C2 RU 2004102002/02 A RU2004102002/02 A RU 2004102002/02A RU 2004102002 A RU2004102002 A RU 2004102002A RU 2284244 C2 RU2284244 C2 RU 2284244C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- castings
- mold
- metal
- casting
- cavities
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способу и устройству для центробежного литья фасонных отливок, например поршней, из алюминиевых сплавов.The invention relates to foundry, and in particular to a method and apparatus for centrifugal casting of shaped castings, for example pistons, from aluminum alloys.
Известно заливочное устройство для центробежной заливки отливок в формах, вращающихся относительно оси, проходящей вне формы (авторское свидетельство №414048, кл. В 22 D 13/06, от 05.11.74), через заливочную воронку и две литниковые системы.A casting device is known for centrifugal casting of castings in molds rotating about an axis passing outside the mold (copyright certificate No. 414048, class B 22 D 13/06, 05.11.74), through a casting funnel and two gate systems.
Известна центробежная литейная машина с вертикальной осью вращения (авторское свидетельство №700279, кл. В 22 D 13/06, от 30.11.79), в которой имеется корпус с формами, металлоприемником, литниковыми ходами и циркуляционной системой.A centrifugal foundry machine with a vertical axis of rotation is known (copyright certificate No. 700279, class B 22 D 13/06, dated November 30, 79), in which there is a housing with molds, a metal receiver, gateways and a circulation system.
Однако известные устройства для центробежного литья отливок имеют сложную и трудоемкую конструкцию, так как изготовление форм сопряжено со значительными энергозатратами, а технология заливки не позволяет получить отливки необходимой плотности.However, the known devices for centrifugal casting of castings have a complex and laborious design, since the manufacture of molds involves significant energy consumption, and the casting technology does not allow castings of the required density to be obtained.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков, является способ и устройство для центробежного литья ротора тормозного диска (по патенту Японии №4-9627, кл. В 22 D 13/00 от 20.02.92, см. р/ж Изобретения стран мира, 1993 г., выпуск 16, №8, стр.30), в котором для осуществления способа применяют форму, содержащую кольцевую периферийную полость, расположенную в нижней части формы и наиболее удаленную от ее оси, центральную полость, расположенную вблизи оси, узкую криволинейную полость, расположенную вертикально к оси, литниковую чашу, расположенную на верхней поверхности формы и удаленную от ее оси на расстоянии, не позволяющем выдавливание расплава из литникового канала; в полость неподвижной формы заливают определенное количество расплава из одного материала и только после окончания заливки приводят форму во вращение вокруг ее оси со скоростью 200-300 об/мин, формируя в ней диск, после его затвердевания в форму заливают расплав из другого материала и так постепенно формируют изделие из расплава различного материала.Closest to the claimed invention in terms of essential features, is a method and apparatus for centrifugal casting of a rotor of a brake disc (according to Japanese patent No. 4-9627, CL 22 D 13/00 of 02.20.92, see w / w Inventions of the world , 1993, issue 16, No. 8, p. 30), in which for the implementation of the method a mold is used containing an annular peripheral cavity located in the lower part of the mold and farthest from its axis, a central cavity located near the axis, narrow curvilinear cavity located vertically to the axis, sprues a bowl located on the upper surface of the mold and remote from its axis at a distance that does not allow extrusion of the melt from the gate channel; a certain amount of melt from one material is poured into the cavity of the fixed form and only after pouring is completed, the form is rotated around its axis at a speed of 200-300 rpm, forming a disk in it, after it has hardened, the melt from another material is poured into the mold and so gradually form a product from a melt of various material.
Однако известный аналог имеет чрезвычайно сложную литейную конструкцию со сложным технологическим процессом заливки расплава и набора различного материала для получения отливки. Кроме того, данная конструкция не обеспечивает необходимую плотность структуры в центральной части отливки, примыкающей к оси вращения.However, the known analogue has an extremely complex casting structure with a complex technological process of pouring the melt and a set of different materials to obtain a casting. In addition, this design does not provide the necessary density of the structure in the Central part of the casting adjacent to the axis of rotation.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание конструктивно несложной литейной конструкции с возможностью получения фасонных отливок с высокой плотностью и с минимальным процентом литейного брака.The technical task of the invention is the creation of a structurally simple casting structure with the possibility of producing shaped castings with a high density and with a minimum percentage of castings.
Для решения технической задачи в предлагаемое изобретение, включающее по способу получения отливок заливку жидкого металла в полости литейной формы через заливочную воронку и литниковый ход под действием центробежной силы при скорости вращения формы 200-300 об/мин (признаки, сходные с ближайшим аналогом), введены новые признаки, заключающиеся в том, что жидкий металл заливают в литейную форму и одновременно в две или несколько независимых друг от друга полостей формы, причем в заданной дозе, соответствующей суммарному объему получаемых отливок за один технологический цикл, пропуская расплав сплошной струей через питающие каналы формы, а действие центробежной силы с коэффициентом гравитации 15-35 поддерживают до полной кристаллизации отливок. По устройству для реализации этого способа, включающему металлическую литейную форму с полостями, заливочную воронку и литниковый ход (признаки, сходные с ближайшим аналогом), введены новые конструктивные признаки, заключающиеся в том, что литейная форма представляет собой неразъемную конструкцию, состоящую из двух или нескольких автономных полостей отливок, расположенных в радиальном направлении по боковым сторонам литейной формы и на одинаковом расстоянии от оси вращения формы, полости формы выполнены с заданным уклоном в сторону торцевых частей формы, и в них установлены запирающие устройства, закрепленные соосно с полостями, которые соединены питающими каналами с центральным литниковым ходом, расположенным на одной оси с литейной формой, причем питающие каналы выполнены с расширяющимся сечением в сторону отливки для свободного ее извлечения из формы, а сечения питающих каналов - прибылей имеют размеры, соответствующие объему проходящего расплава в полости формы, установленной соосно с осью вращения платформы.To solve the technical problem, the proposed invention, which includes a method for producing castings, pouring molten metal into the cavity of the mold through the casting funnel and the gate by centrifugal force at a mold rotation speed of 200-300 rpm (features similar to the closest analogue), are introduced new signs, namely, that the liquid metal is poured into the mold and simultaneously into two or more cavities of the mold independent from each other, moreover, in a given dose, corresponding to the total volume of exfoliation The flow in one technological cycle, passing the melt in a continuous stream through the feed channels of the mold, and the action of centrifugal force with a gravity coefficient of 15-35 support until the castings are completely crystallized. According to the device for implementing this method, which includes a metal mold with cavities, a casting funnel and a gate (signs similar to the closest analogue), new design features have been introduced, consisting in the fact that the mold is an integral structure consisting of two or more autonomous cavities of castings located radially along the lateral sides of the mold and at the same distance from the axis of rotation of the mold, mold cavities are made with a given bias towards the front parts of the mold, and they have locking devices fixed coaxially with the cavities, which are connected by the supply channels to the central gate, located on the same axis with the casting mold, the feed channels being made with an expanding section in the direction of the casting for its free extraction from the mold, and the sections of the supply channels - profits have dimensions corresponding to the volume of the passing melt in the mold cavity, mounted coaxially with the axis of rotation of the platform.
Анализируя совокупность существенных признаков заявляемого изобретения в сравнении с вышеописанными аналогами, а также в сравнении с уровнем техники в области литейного производства, заявителем не выявлены технические решения с совокупностью признаков, присущих предлагаемому к патентованию изобретения.Analyzing the totality of the essential features of the claimed invention in comparison with the above analogues, as well as in comparison with the prior art in the field of foundry, the applicant has not identified technical solutions with the totality of features inherent in the proposed patenting of the invention.
Результаты проведенных экспериментов на специализированном заводе по производству поршней подтверждают возможность реализации заявленного изобретения с признаками, его характеризующими, так как за один технологический прием было получено сразу несколько поршней из алюминиевых сплавов с плотной структурой кристаллизации.The results of the experiments at a specialized plant for the production of pistons confirm the possibility of implementing the claimed invention with features characterizing it, since several pistons made of aluminum alloys with a dense crystallization structure were obtained at once in one technological process.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство в общем виде, на фиг.2 - то же, в поперечном разрезе по А-А на фиг.1.The essence of the invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a device in general view, in Fig. 2 is the same, in cross section along AA in Fig. 1.
Устройство содержит платформу 1 с вертикальной осью вращения, на которой на одной оси (соосно) с ней, жестко установлена металлическая литейная форма, представляющая собой неразъемную конструкцию, состоящую из центрального литникового хода 2, расположенного на одной оси с литейной формой, двух или несколько полостей 4 отливок, автономно расположенных в радиальном направлении по боковым сторонам литейной формы и на одинаковом расстоянии от оси вращения формы. Полости 4 соединены с центральным литниковым ходом 2 питающими каналами 3, одновременно выполняющими функцию прибылей, которые в своем сечении имеют размеры, соответствующие объему проходящего расплава в полости 4, а также выполнены с расширяющимся сечением в сторону отливки для свободного извлечения ее из литейной формы. Полости 4 также для свободного извлечения отливок выполнены с заданным уклоном в сторону торцевых частей, и в них установлены запирающие устройства 5, закрепленные на одной оси с полостями 4 литейной формы. В верхней части металлической неразъемной литейной формы вертикально и на одной оси с платформой установлена заливочная воронка 6.The device comprises a platform 1 with a vertical axis of rotation, on which, on the same axis (coaxially) with it, a metal casting mold is rigidly mounted, which is an integral structure consisting of a
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Платформе 1 придают вращательное движение вокруг вертикальной оси и вместе с платформой приводится во вращение вся конструкция металлической литейной формы. При достижении скорости вращения 200-300 об/мин через заливочную воронку заливают жидкий металл (расплав) в заданной дозе, соответствующей суммарному объему получаемых отливок за один технологический цикл, при этом расплав проходит в центральный литниковый ход 2, где при соприкосновении с его стенками расплав приобретает вращательное движение и под действием центробежной силы с коэффициентом гравитации 15-35 расплав сплошной струей проходит через питающие каналы 3 в полости 4, одновременно заполняет полости отливок и часть полостей питающих каналов - прибылей 3, имеющих заданный уклон поверхностей в сторону отливок, при этом объем питающих каналов - прибылей обеспечивает питание отливок при их кристаллизации. Так как полости 4 расположены радиально по боковым сторонам литейной формы, то расплав заполняет все полости одновременно в радиальном направлении и часть полостей питающих каналов - прибылей 3, в результате чего жидкий металл постепенно кристаллизуется под действием центробежной силы с формированием мелкозернистой структуры отливки. В связи с тем что полости 4 закрыты с внешней стороны литейной формы запирающим устройством 5, внутри полостей происходит формирование фасонных отливок. Благодаря тому что сечение питающих каналов 3 имеют размеры в 2-4 раза меньше сечений центрального литникового хода 2, струя проходящего расплава при заполнении сразу всех полостей 4 литейной неразъемной формы не прерывается, а заливается сплошной струей во все полости литейной формы, что исключает образование неслитин и неспаев. По окончании заливки в полостях 4 отливок происходит процесс кристаллизации металла и формирование отливки, а в питающих каналах - прибылях 3 происходит образование усадочных раковин.The platform 1 is imparted a rotational movement about a vertical axis and, together with the platform, the entire structure of the metal mold is rotated. Upon reaching a rotation speed of 200-300 rpm, liquid metal (melt) is poured through the pouring funnel in a predetermined dose corresponding to the total volume of castings obtained in one production cycle, while the melt passes into the
Способ получения фасонных отливок реализуется заявляемым устройством таким образом, что жидкий металл в заданной дозе, соответствующей суммарному объему получаемых отливок за один технологический цикл, заливают во вращающуюся на одной вертикальной оси с платформой неразъемную литейную форму. Например, при отливке поршней ВАЗ 2103-1004015Н, в двухместной форме доза заливаемого жидкого металла составляет 375 куб.см, а объем металла одной отливки составляет 187 куб.см. При скорости вращения 200-300 об/мин и коэффициентом гравитации 15-35 жидкий металл сплошной струей поступает в центральный литниковый ход 2 и одновременно в две или несколько автономных и радиально расположенных в литейной форме полостей 4 через питающие каналы 3. Действие центробежной силы поддерживают до полной кристаллизации отливок, после чего останавливают вращение и легко извлекают отливки, не соединенные между собой литниковой системой. На этом заканчивается технологический цикл. Готовая отливка имеет уплотненную структуру без газовых и шлаковых раковин. При таком технологическом процессе литья исключается операция обрезки литников.A method for producing shaped castings is implemented by the claimed device in such a way that a liquid metal in a predetermined dose corresponding to the total volume of castings obtained in one production cycle is poured into an integral mold that rotates on the same vertical axis as the platform. For example, when casting VAZ 2103-1004015N pistons in double form, the dose of liquid metal to be poured is 375 cc, and the volume of metal in one casting is 187 cc. At a rotation speed of 200-300 rpm and a gravity coefficient of 15-35, the molten metal flows in a continuous stream into the
Подобранный экспериментальным путем коэффициент гравитации в пределах 15-35 при действии центробежной силы обеспечивает ускоренное затвердевание расплава, так как действие центробежной силы поддерживают до полной кристаллизации отливок во всех вращающихся вокруг общей оси полостях литейной формы. Высокая плотность структуры фасонных отливок из алюминиевых сплавов, полученная заявленным способом, приоритетна для сплавов эктектического состава, интенсивно кристаллизующихся в заявленном интервале (минимальном и максимальном) коэффициента гравитации, т.е. в пределах 15-35, так как при этом количественном значении коэффициента гравитации происходит ускоренная кристаллизация фасонных отливок под действием центробежной силы, что препятствует росту дендритов и способствует интенсивному измельчению зерна, что в свою очередь позволяет получить более высокие прочностные свойства металла отливки и более высокое значение относительного удлинения,An experimentally selected gravity coefficient within 15-35 under the action of centrifugal force provides accelerated solidification of the melt, since the action of centrifugal force is maintained until the castings are completely crystallized in all mold cavities rotating around a common axis. The high density of the structure of shaped castings of aluminum alloys obtained by the claimed method is priority for alloys of ectectic composition that crystallize intensively in the claimed range (minimum and maximum) of the gravity coefficient, i.e. in the range of 15-35, since at this quantitative value of the gravity coefficient there occurs accelerated crystallization of shaped castings under the action of centrifugal force, which prevents the growth of dendrites and contributes to intensive grain refinement, which in turn allows one to obtain higher strength properties of the casting metal and a higher value elongation
Кроме того, в процессе кристаллизации не наблюдается ликвация примесей.In addition, during the crystallization process, no segregation of impurities is observed.
Преимуществом заявленного изобретения по сравнению с известными аналогами является то, что данный способ и устройство, его реализующее, обеспечивает ускоренную кристаллизацию отливок в полостях формы, а также получение фасонных отливок, например поршней, с плотной мелкозернистой структурой и высокими физико-механическими свойствами, вследствие воздействия в процессе их кристаллизации центробежной силы, многократно превышающей силу гравитации.An advantage of the claimed invention in comparison with known analogues is that this method and device that implements it provides accelerated crystallization of castings in mold cavities, as well as obtaining shaped castings, for example pistons, with a dense fine-grained structure and high physical and mechanical properties due to the impact in the process of their crystallization of centrifugal force, many times greater than the force of gravity.
Готовые фасонные отливки, например поршни, полученные предлагаемым изобретением обладают более высокими эксплуатационными свойствами по сравнению с отливками, полученными по ближайшему аналогу, а также в сравнении с другими известными в литейном производстве технологиями.Finished shaped castings, for example pistons, obtained by the present invention have higher performance properties compared to castings obtained by the closest analogue, as well as in comparison with other technologies known in the foundry industry.
Предлагаемое устройство для получения фасонных отливок по сравнению с известными аналогичными техническими решениями имеет упрощенную конструкцию с наименьшими трудо-энергозатратами, кроме того, позволяет полностью исключить литейный брак поршней по видам «газовые и шлаковые раковины».The proposed device for producing shaped castings in comparison with the known similar technical solutions has a simplified design with the lowest labor and energy costs, in addition, it allows you to completely eliminate the foundry marriage of pistons in the form of "gas and slag shells".
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102002/02A RU2284244C2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102002/02A RU2284244C2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004102002A RU2004102002A (en) | 2005-07-10 |
RU2284244C2 true RU2284244C2 (en) | 2006-09-27 |
Family
ID=35837629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004102002/02A RU2284244C2 (en) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284244C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748447C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-05-25 | Закрытое акционерное общество "Дидактические Системы" | Apparatus for centrifugal casting |
RU218118U1 (en) * | 2023-03-16 | 2023-05-11 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | DEVICE FOR CENTRIFUGAL CASTING OF CYLINDRICAL METAL BLANKS |
-
2004
- 2004-01-22 RU RU2004102002/02A patent/RU2284244C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НОВИКОВ П.Г. и др., Основы центробежного литья, М., Машгиз, 1947, с.133, 134, фиг.83. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748447C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-05-25 | Закрытое акционерное общество "Дидактические Системы" | Apparatus for centrifugal casting |
RU218118U1 (en) * | 2023-03-16 | 2023-05-11 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | DEVICE FOR CENTRIFUGAL CASTING OF CYLINDRICAL METAL BLANKS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004102002A (en) | 2005-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1265914C (en) | Integral easting method of cast steel supporting roller | |
RU2004107898A (en) | CENTRIFUGAL CASTING METHOD | |
CN1121918C (en) | Magnesium pressure casting | |
CN106825407B (en) | A kind of sand mold manufacture component and casting method | |
CN201357209Y (en) | Mold for circular truncated cone-shaped non-uniform wall thickness casting | |
CN101618428B (en) | Method for casting hub casts of aerogenerators | |
CN102416442B (en) | One-box multi-piece casting mold and casting method for brake disc castings | |
CN108057865B (en) | casting device and casting method thereof | |
CN105081219B (en) | A kind of anti-lift-type evaporative pattern running gate system | |
CN109732047B (en) | Progressive solidification forming method for large steel ingot or steel billet | |
CN101618429A (en) | Method for casting hub casts of aerogenerators | |
CN104226915A (en) | Casting method of hollow shaft and casting mold | |
RU2284244C2 (en) | Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same | |
CN102248150B (en) | Forming process for embedding aluminum die-casting die into sand-core die | |
CN108057864B (en) | casting device and casting method thereof | |
RU2557854C1 (en) | "barrel" type cast production | |
CN204413064U (en) | A kind of oil drilling pump crosshead die | |
CN114309522A (en) | Wear-resistant cast ball mold set for pouring multilayer cavity of centrifugal machine | |
RU2647975C1 (en) | Method of producing cast steel by centrifugal casting | |
CN107855487B (en) | Centrifugal casting machine | |
CN207386511U (en) | A kind of aluminium hoop pours molding die | |
RU2799190C1 (en) | Centrifugal device for the manufacture of a hollow smelt model | |
RU2424871C2 (en) | Method of casting | |
RU183369U1 (en) | GAS CENTRIFUGAL CASTING SYSTEM WITH VERTICAL ROTATION AXIS | |
CN104785714B (en) | The casting mould and casting technique of die casting machine locating rod |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060123 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090123 |