RU2570138C1 - Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation - Google Patents

Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation Download PDF

Info

Publication number
RU2570138C1
RU2570138C1 RU2014126233/02A RU2014126233A RU2570138C1 RU 2570138 C1 RU2570138 C1 RU 2570138C1 RU 2014126233/02 A RU2014126233/02 A RU 2014126233/02A RU 2014126233 A RU2014126233 A RU 2014126233A RU 2570138 C1 RU2570138 C1 RU 2570138C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation
pouring
gate system
metal
casting
Prior art date
Application number
RU2014126233/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Фадеев
Вячеслав Евгеньевич Баженов
Андрей Вадимович Колтыгин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2014126233/02A priority Critical patent/RU2570138C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570138C1 publication Critical patent/RU2570138C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to production of thick wall castings with wall thickness 2.5-3.5 mm, diameter over 1000 mm out of titanium and heat-resistant alloys, with ring surfaces 8 at different distances from axis, and connected with each other by radial fins 9. The pouring gate system contains a cylindrical central riser 2, in bottom part having square shape, horizontal pouring channels 4 located at square corners. The pouring channels 4 are deviated by angle 30°C towards rotation and have sectorial pouring channels 5 located along concentric circles, that are connected with the vertical feeders 6. Increased quality of thin wall products is ensured due to quiet flow of the melt along the circle upon entrance to the thin wall part of the mould, without vortex and torsion.
EFFECT: pouring gate system has high throughput capacity and compact dimensions.
3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения тонкостенных отливок больших диаметров, например, из титановых и жаропрочных сплавов с разно удаленными от оси кольцевыми поверхностями, соединенными между собой радиальными элементами, заливаемых центробежным способом с вертикальной осью вращения.The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to a method for producing thin-walled castings of large diameters, for example, from titanium and heat-resistant alloys with annular surfaces differently spaced from the axis, interconnected by radial elements, cast by a centrifugal method with a vertical axis of rotation.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Наиболее близкими к изобретению являются патенты на «Способ изготовления кольцевых отливок из титана титановых сплавов» №2283206, №2151027, №2058849.Closest to the invention are the patents for "Method for the manufacture of ring castings from titanium titanium alloys" No. 2283206, No. 2151027, No. 2058849.

Известна литниковая система, содержащая центральный стояк с расширяющейся нижней частью, рассекатель с лопатками, выполненными с переменной кривизной, и литниковые ходы, соединенные с формами питателями (Моисеев B.C. и др. Патент РФ №2058849, 27.04.1996). Указанная конфигурация литниковой системы за счет применения глухих, не сообщающихся объемов, образуемых лопатками, существенно снижают проскальзывание расплава в металлоприемнике, повышая пропускную способность литниковой системы. Однако положительный эффект от данного способа не распространяется на передачу расплава на внутренние кольцевые поверхности отливок, заполнение которых подчиняется только законам действия центробежных сил. При этом не учитывается зависимость от направления вращения и расстояния от оси вращения до места ввода металла в тело отливки.Known sprue system containing a central riser with an expanding lower part, a divider with blades made with variable curvature, and sprue passages connected to forms by feeders (Moiseev B.C. and other RF Patent No. 2058849, 04/27/1996). The indicated configuration of the gating system due to the use of deaf, not communicating volumes formed by the blades, significantly reduces the slipping of the melt in the metal receiver, increasing the throughput of the gating system. However, the positive effect of this method does not extend to the transfer of the melt to the inner annular surfaces of the castings, the filling of which obeys only the laws of centrifugal forces. This does not take into account the dependence on the direction of rotation and the distance from the axis of rotation to the point of entry of the metal into the body of the casting.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью изобретения является разработка способов подачи металла в различные зоны отливок для обеспечения достаточного питания тонкостенных элементов и сохранения неразрывности потока для получения качественного материала отливки во всех сечениях.The aim of the invention is the development of methods for supplying metal to various areas of castings to ensure sufficient supply of thin-walled elements and preserve the continuity of the flow to obtain high-quality casting material in all sections.

Поставленная задача достигнута тем, что в предложенной литниковой системе для центробежного фасонного литья с вертикальной осью вращения для тонкостенных отливок больших диаметров, например, из титановых и жаропрочных сплавов с разноудаленными от оси кольцевыми поверхностями, соединенными между собой радиальными элементами, содержащей цилиндрический центральный стояк (металлоприемник) и литниковые ходы, соединенные с питателями, согласно изобретению нижняя часть центрального стояка выполнена в форме квадрата с угловым выходом для принудительного захвата металла и смещения оси относительно оси вращения формы, причем подача металла в кольцевые части (в тело) отливки производится с разрывом от питателей, расположенных по секторальным кольцевым окружностям, повернутым в сторону вращения на угол 30°, соединенным с центральным стояком сужающимися литниковыми ходами.The problem was achieved in that in the proposed gating system for centrifugal shaped casting with a vertical axis of rotation for thin-walled castings of large diameters, for example, from titanium and heat-resistant alloys with annular surfaces different from the axis, interconnected by radial elements containing a cylindrical central riser (metal receiver ) and the gateways connected to the feeders, according to the invention, the lower part of the central riser is made in the form of a square with an angled outlet for forced capture of the metal and displacement of the axis relative to the axis of rotation of the mold, and the metal is fed into the ring parts (into the body) of the casting with a gap from the feeders located along sectoral ring circles, rotated in the direction of rotation by an angle of 30 °, connected to the central riser by narrowing gate .

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении качества тонкостенных отливок больших диаметров за счет обеспечения спокойного течения потока расплава по окружности при входе в тонкостенную часть формы в напорном режиме, без завихрения и заворотов. При этом литниковая система имеет высокую пропускную способность и компактные размеры.The technical result achieved by the invention is to improve the quality of thin-walled castings of large diameters by ensuring a smooth flow of the melt stream around the circumference at the entrance to the thin-walled part of the mold in pressure mode, without swirling and inversion. At the same time, the gating system has a high throughput and compact dimensions.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Литниковая система для центробежного фасонного литья с вертикальной осью вращения для тонкостенных отливок большого диаметра с разноудаленными от оси кольцевыми поверхностями, соединенными между собой радиальными элементами, содержащая цилиндрический центральный стояк (металлоприемник), горизонтальные литниковые ходы, питатели, при этом центральный стояк в нижней части выполнен квадратной формы, а горизонтальные литниковые ходы размещены по углам квадрата, отклонены под углом 30° в сторону вращения и снабжены секторальными литниковыми ходами, расположенными по кольцевым окружностям, соединенными с вертикальными питателями.The gating system for centrifugal shaped casting with a vertical axis of rotation for thin-walled castings of large diameter with annular surfaces differently spaced from the axis, interconnected by radial elements, containing a cylindrical central riser (metal receptacle), horizontal gate ways, feeders, while the central riser in the lower part is made square shape, and the horizontal gateways are placed at the corners of the square, deflected at an angle of 30 ° in the direction of rotation and equipped with sectoral sprues passages located on circular circles connected to vertical feeders.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена схема расположения отливки в разрезе в заливочном контейнере, где: 1 - контейнер; 2 - центральный стояк (металлоприемник); 3 - отливка в виде центрических окружностей, соединенных спицами или лопатками; 4 - горизонтальный литниковый ход (4 шт.); 5 - секторальный литниковый ход (12 шт.); 6 - вертикальный питатель (36 шт.).The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a sectional diagram of a casting in a pouring container, where: 1 is a container; 2 - the central riser (metal receiver); 3 - casting in the form of centric circles connected by knitting needles or blades; 4 - horizontal gate (4 pcs.); 5 - sectoral sprue course (12 pcs.); 6 - vertical feeder (36 pcs.).

На фиг. 2 изображена конструкция литниковой системы без отливки, вид с боку и вид сверху, где: 2 - центральный стояк с квадратной нижней частью (фиг. 3); 4 - горизонтальный литниковый ход; 5 - секторальный литниковый ход; 6 - вертикальный питатель. Указаны места сечений S1, S2, S3. S1 - площадь сечения металла в литейной воронке. S2 - площадь сечения на выходе из центрального металл приемника. S3 - суммарная площадь питателей на входе в отливку. Направление вращения формы стрелкой и угол разворота в сторону вращения на 30°.In FIG. 2 shows the construction of the sprue system without casting, side view and top view, where: 2 - the central riser with a square lower part (Fig. 3); 4 - horizontal runway; 5 - sectoral sprue course; 6 - vertical feeder. The places of sections S1, S2, S3 are indicated. S1 is the cross-sectional area of the metal in the casting funnel. S2 is the cross-sectional area at the outlet of the central metal of the receiver. S3 is the total area of the feeders at the entrance to the casting. The direction of rotation of the form with the arrow and the angle of rotation in the direction of rotation by 30 °.

На фиг. 4 представлено сечение квадратной части стояка с угловым выходом металла, направление вращения формы и направление секторальных литниковых ходов.In FIG. 4 shows a cross-section of the square part of the riser with an angular exit of metal, the direction of rotation of the mold and the direction of sectoral gateways.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу изобретения предложен способ заливки тонкостенных отливок больших диаметров (фиг. 1), состоящих из нескольких разноудаленных кольцевых поверхностей, соединенных между собой радиальными ребрами (лопатками). Литниковая система, предназначенная для получения отливки (3), состоит из (1) - заливочного контейнера, (2) - стояка, (4) - горизонтального литникового хода, (5) - секторального горизонтального литникового хода, (6) - питателя.The basis of the invention is a method for pouring thin-walled castings of large diameters (Fig. 1), consisting of several differently spaced annular surfaces interconnected by radial ribs (blades). The gating system designed to produce castings (3) consists of (1) a pouring container, (2) a riser, (4) a horizontal gate, (5) a sector horizontal gate, (6) a feeder.

Сущность изобретения заключается в том, что предложенный способ подвода металла (фиг. 2) при заливке тонкостенных отливок больших диаметров обеспечивает равномерное заполнение литейной формы за счет постоянного напора расплава, исключая разбрызгивание и разрыва металла при его движении.The essence of the invention lies in the fact that the proposed method of supplying metal (Fig. 2) when pouring thin-walled castings of large diameters ensures uniform filling of the mold due to the constant pressure of the melt, excluding spatter and rupture of the metal during its movement.

Неравномерное заполнение формы, разбрызгивание расплава сплавов с низкими литейными свойствами (в частности титановых и жаропрочных сплавов) связан с тем, что в первый момент поступления расплава во вращающийся стояк, жидкий металл приобретает угловую скорость, что вызывает его проскальзывание.Uneven filling of the mold, spraying of the melt of alloys with low casting properties (in particular titanium and heat-resistant alloys) is due to the fact that at the first moment of the melt entering the rotating riser, the liquid metal acquires an angular velocity, which causes it to slip.

Обоснование предложенной литниковой системы (способа подвода металла к отливке) приводится ниже.The rationale for the proposed gate system (a method of supplying metal to the casting) is given below.

Компактная в виде квадрата форма стояка в нижней части (фиг. 3 и 4) исключает проскальзывание расплава в момент начала движения и исключает разбрызгивание. Угловое расположение горизонтальных литниковых ходов обеспечивает максимальную скорость потока и принудительный захват металла. Минимальное проскальзывание металла в первый момент поступления расплава во вращающуюся форму достигается за счет смещения горизонтальных литниковых ходов металла в угловые зоны квадратного сечения и поворот горизонтальных литниковых ходов на угол 30° в сторону вращения формы, что позволяет заполнить угловые части сечения. Далее металл под действием центробежных сил, направленных радиально от центра, стремится на периферию, при этом движется по задней стенке горизонтального канала, разворот которого препятствует разрыву потока. Это продолжается до момента заполнения горизонтальной части литниковой системы, включая секторальные литниковые ходы (расположенные по концентрическим окружностям). Подача металла в тело отливки производится по вертикальным питателям, выполненным с разрывом, для обеспечения равномерного распределения металла по диаметру отливки. При этом нижний подвод расплава обеспечивает максимальную емкость металлоприемника в момент слива и неразрывность потока, а металл подается в тело отливки по кольцевым питателям с определенным шагом, зависящим от радиуса и равномерно распределяющим металл по окружности в тонкие части отливки.The compact square shape of the riser in the lower part (Fig. 3 and 4) eliminates the slipping of the melt at the moment of the beginning of the movement and eliminates splashing. The angular arrangement of horizontal gateways provides maximum flow rate and forced metal grip. The minimum metal slippage at the first moment of the melt entering the rotating mold is achieved by shifting the horizontal gate gates of the metal into the corner zones of the square section and turning the horizontal gate gates by an angle of 30 ° in the direction of rotation of the mold, which allows filling the corner parts of the section. Further, the metal, under the action of centrifugal forces directed radially from the center, tends to the periphery, while moving along the rear wall of the horizontal channel, the rotation of which prevents the flow from breaking. This continues until the horizontal part of the gate system is filled, including sectoral gate courses (located along concentric circles). The metal is fed into the body of the casting by vertical feeders, made with a gap, to ensure uniform distribution of metal along the diameter of the casting. At the same time, the lower melt supply ensures the maximum capacity of the metal receiver at the time of discharge and the continuity of the flow, and the metal is fed into the casting body along ring feeders with a certain step, depending on the radius and evenly distributing the metal around the circumference into thin parts of the casting.

Аналогичное минимальное разбрызгивание расплава может быть реализовано в шестигранном стояке вентиляторного типа. Однако компактные размеры стояка с квадратным основанием обеспечивает минимальную металлоемкость литниковой системы.A similar minimum spray of the melt can be realized in a hexagonal riser fan type. However, the compact dimensions of the riser with a square base provides minimal metal consumption of the gating system.

Необходимым условием выполнения неразрывности потока расплава является и обеспечение соотношения размеров литниковой системы (фиг. 1): S1:S2:S3=1,04:1:(3-5), где S1 - площадь сечения литейной воронки или лотка, S2 - суммарная площадь сечения горизонтальных литниковых ходов на выходе из центрального стояка, S3 - суммарная площадь питателей на входе в тело отливки.A necessary condition for the continuity of the melt flow is to ensure the size ratio of the gating system (Fig. 1): S1: S2: S3 = 1.04: 1: (3-5), where S1 is the cross-sectional area of the casting funnel or tray, S2 is the total the cross-sectional area of the horizontal gate runs at the exit of the central riser, S3 is the total area of feeders at the entrance to the casting body.

Claims (1)

Литниковая система для центробежного фасонного литья с вертикальной осью вращения тонкостенных отливок большого диаметра с разноудаленными от оси кольцевыми поверхностями, соединенными между собой радиальными элементами, содержащая цилиндрический центральный стояк, горизонтальные литниковые ходы, питатели, при этом центральный стояк в нижней части выполнен квадратной формы, а горизонтальные литниковые ходы размещены по углам квадрата, отклонены под углом 30° в сторону вращения и снабжены секторальными литниковыми ходами, расположенными по концентрическим окружностям, соединенным с вертикальными питателями. The gating system for centrifugal shaped casting with a vertical axis of rotation of large-diameter thin-walled castings with annular surfaces differently spaced from the axis, interconnected by radial elements, containing a cylindrical central riser, horizontal gateways, feeders, while the central riser in the lower part is square in shape, and horizontal gateways are placed at the corners of the square, deflected at an angle of 30 ° in the direction of rotation and equipped with sectoral gateways, located GOVERNMENTAL in concentric circles, connected with vertical feeders.
RU2014126233/02A 2014-06-27 2014-06-27 Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation RU2570138C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126233/02A RU2570138C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126233/02A RU2570138C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2570138C1 true RU2570138C1 (en) 2015-12-10

Family

ID=54846458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014126233/02A RU2570138C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570138C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738170C1 (en) * 2019-12-18 2020-12-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Gating system for casting of large-size thin-walled castings, which are bodies of rotation from magnesium alloys in atmosphere of protective gas, into molds from chm

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058849C1 (en) * 1993-02-03 1996-04-27 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Taphole system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation
US5971533A (en) * 1997-01-07 1999-10-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink cartridge and printer
WO2008049465A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Manfred Renkel Method for production of turbine blades by centrifugal casting
WO2011048423A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Societe Europeene Des Technologies Du Titane Et Des Alliages Speciaux Sa. Casting long products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058849C1 (en) * 1993-02-03 1996-04-27 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Taphole system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation
US5971533A (en) * 1997-01-07 1999-10-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink cartridge and printer
WO2008049465A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Manfred Renkel Method for production of turbine blades by centrifugal casting
WO2011048423A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Societe Europeene Des Technologies Du Titane Et Des Alliages Speciaux Sa. Casting long products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738170C1 (en) * 2019-12-18 2020-12-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Gating system for casting of large-size thin-walled castings, which are bodies of rotation from magnesium alloys in atmosphere of protective gas, into molds from chm

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6228636B2 (en) Centrifuge for power reduction and discharge port member of centrifuge
TW201350391A (en) Beverage aeration
US10918575B2 (en) Intelligent dripping pill machine for continuous liquid solidification
RU2570138C1 (en) Pouring gate system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation
UA121221C2 (en) Impact pad, tundish and apparatus including the impact pad, and method of using same
JPWO2019198745A1 (en) Sliding gate
US2571033A (en) Apparatus for pouring molten metal
US5244187A (en) Molten metal feed system and method for investment castings
CN110052604A (en) A kind of distribution device and distributing method being installed in circular ring shape die cavity
CN106734993B (en) It is a kind of suitable for iron casting production with stream instant inoculation device
UA86601C2 (en) submerged entry nozzle with plurality of discharge outlets (embodiments)
JP6384872B2 (en) Method and apparatus for producing semi-solid metal material
US20190248042A1 (en) Dropletization apparatus with catching device
CN102390631A (en) Discharging hopper of silo and silo
CN202170105U (en) Discharge funnel of silo and silo thereof
RU2690314C2 (en) Device for continuous casting of rectangular steel ingots
CN1411935A (en) Spray casting method and equipment for alloy ingot-casting
RU2058849C1 (en) Taphole system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation
RU2558698C2 (en) Gating system for rotary shaped casting with vertical axis of revolution
CN107553867A (en) A kind of single-wall corrugated pipe extruder die head
JP2021041409A (en) Molten metal pouring device
CN204058234U (en) Make the centrifugal moulding mould of glassware
AU650546B2 (en) Spout bowl for molten glass feeder
CN105752618B (en) A kind of special construction blanking device
JP2020075268A (en) Pouring device for continuous casting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200628