RU2663788C1 - Способ изготовления полых фасонных деталей - Google Patents
Способ изготовления полых фасонных деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663788C1 RU2663788C1 RU2017125842A RU2017125842A RU2663788C1 RU 2663788 C1 RU2663788 C1 RU 2663788C1 RU 2017125842 A RU2017125842 A RU 2017125842A RU 2017125842 A RU2017125842 A RU 2017125842A RU 2663788 C1 RU2663788 C1 RU 2663788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casting
- mold
- melt
- gas
- metal
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 241000218998 Salicaceae Species 0.000 claims 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 208000015943 Coeliac disease Diseases 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гравитационному литью мелких и средних пустотелых отливок. Способ гравитационного литья полых фасонных отливок включает изготовление литейной формы, заливку расплава в литейную форму, кристаллизацию требуемой толщины стенки отливки, удаление остатков жидкого металла из полости литейной формы и извлечение затвердевающей отливки из литейной формы. При этом заливку металла осуществляют через литниковую систему, в которой выполняют карманы, остатки жидкого металла удаляют в упомянутые карманы под давлением газа, подаваемого в полость литейной формы, а после извлечения отливки осуществляют обрубку литниковой системы. Технический результат - уменьшение расхода металла за счет отсутствия прибылей, сокращение трудоемкости изготовления изделия. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области литья фасонных (полых, тонкостенных) отливок из алюминиевых сплавов с использованием песчано-глинистых литейных форм. Литейная форма обеспечивает формирование внешней геометрии изделия требуемой толщины за счет нарастания корочки металла от ее стенок. Сплавы на основе алюминия являются наиболее востребованными для использования в авиационной, автомобильной и ракетной промышленности. Способ позволяет расширить номенклатуру мелких и средних изделий. В результате получается литое изделие с внутренней полостью и заданной толщиной стенок. Установка прибылей при этом способе не предусматривается. Отлитые заготовки имеют качество поверхности соответствующее методу гравитационного литья.
Технологический процесс изготовления отливки состоит из нескольких этапов, среди которых можно выделить создание отпечатка модели и затвердевание залитого расплава в формообразующую полость. При затвердевании расплава происходит процесс роста кристаллов по краям формообразующей полости, их активный рост вызван высокой разницей температур между расплавом и формой. Кристаллизация происходит от стенок к центру, что обычно приводит к возникновению дефектов - усадочным раковинам, возникающим в тепловых узлах, где расплав затвердевает неравномерно.
Для уменьшения дефектов в отливке используются технологические приемы, такие как литейные прибыли. Прибыль - специальный технологический прилив к поверхности отливки, который располагается над питаемым узлом отливки и затвердевает последним. При использовании данного технологического приема расходуется большое количество металла, увеличивается объем труда и временные интервалы изготовления продукции.
Для получения полых изделий в большинстве случаев используют литейные стержни, которые заформовываются с моделью и затем извлекаются либо растворяются при контакте с расплавом, либо вымываются. Наиболее технологичным является изготовление литейных форм для специальных методов литья, таких как литье в кокиль, литье под давлением, однако данные способы невыгодны для мелкосерийного производства и художественного литья.
Известен способ - Технология литья под давлением с газом Gas Assisted Molding по патенту US 6019918 А.
При применении технологии литья под давлением с газом, азот сначала подготавливается из воздуха специальным газогенератором или поставляется в готовом виде из баллонов. Разогретый полимер шприцуется в полость, состоящую из двух соединенных полуформ, затем азот через специальное сопло термопластавтомата подается в пресс-форму под давлением газовым компрессором. Поток газа управляется газовым контроллером, который регулирует подачу газа в пресс-форму, а также работу клапанов. Основное назначение литья с газом - крупногабаритные изделия, корпусные детали, а также детали, которые можно сделать полыми внутри (ручки, вешалки и т.п.). Технология предназначена для литья пластмасс и экономически не выгодна. Рассчитана на промышленные предприятия массового производства. Использование пресс-форм влечет за собой ограниченную номенклатуру отливок, при ее расширении изготовление пресс-форм потребует дополнительных экономических единиц (финансы, время, труд).
В качестве ближайшего аналога принят способ гравитационного литья полых фасонных отливок, включающий изготовление литейной формы, заливку расплава в литейную форму, кристаллизацию требуемой толщины стенки отливки, удаление остатков жидкого металла из полости литейной формы (AU 501813 В2, 28.06.1979) (1).
Заявленное изобретение отличается от известного решения (1) тем, что заливку расплавленного металла осуществляют через литниковую систему, в которой выполняют карманы, при этом остатки жидкого металла удаляют в упомянутые карманы путем подачи в полость литейной формы газового давления, а после извлечения отливки осуществляют обрубку литниковой системы механическим путем.
Предлагаемый способ применяется для изготовления полых фасонных отливок гравитационным методом литья. После заливки расплав кристаллизуется от стенок к центру, обеспечивая равномерный рост кристаллов до нужной толщины отливки. Газ поступает через канал в верхнюю часть формирующейся отливки. Из-за непрерывной подачи газ расширяется внутри полости и равномерно выдавливает остатки жидкого расплава в обратном направлении. Расплав, который был выжат за счет оказанного отрицательного давления, продолжает свое движение к стояку и из него разливается по карманам для приема вытесненного металла.
Задача предлагаемого способа литья - получение отливок с качеством поверхности, соответствующим методу гравитационного литья, существенное расширение номенклатуры мелких и средних изделий с требуемой толщиной стенки (полых, без внутренних дефектов), а также сокращение расхода металла (повышение коэффициента использования металла (КИМ)) и трудоемкости изготовления пустотелых литых изделий за счет отсутствия в данном методе литейных прибылей и возможности отказа от применения стержней.
Технический результат - возможность получения широкой номенклатуры мелких и средних полых изделий с требуемой толщиной стенки методом гравитационного литья. При этом сокращается расход металла за счет отсутствия литейных прибылей, а также снижается трудоемкость, т.к. в данном способе не используются стержни.
Для решения задачи предлагается способ гравитационного литья для изготовления полых фасонных отливок, включающий изготовление литейной формы, заливку расплава в литейную форму, кристаллизацию требуемой толщины стенки отливки, удаление остатков жидкого металла из полости литейной формы, извлечение затвердевающей отливки из литейной формы, отличающийся тем, что заливку металла осуществляют через литниковую систему, в которой выполняют карманы, при этом остатки жидкого металла удаляют в упомянутые карманы под давлением газа, подаваемого в полость литейной формы, а после извлечения отливки осуществляют обрубку литниковой системы.
Способ поясняется фиг. 1, на которой изображена фасонная тонкостенная деталь с литниковой питающей системой полученная методом выжимания расплава газом.
Способ гравитационного литья полых фасонных отливок включает: формовку литейной формы (3) с газовым каналом (1) и литниковой системой (5) с карманами (2) для «выжатого» расплава в приспособлении опока (6), служащим для удержания формовочной смеси при ее уплотнении, засыпку песчано-глинистой смеси (А), заливку расплава в литниковую систему (5) и подачу не контактируемого газа (В) в зависимости от объема отливки (4) через газовый канал (1) в полость литейной формы (3), после полного заполнения формы расплавом отливку (4) с литниковой системой (5) выбивают из приспособления опоками (6) и механическим путем обрубают от подведенной системы питания (5, Б).Давление газа, время подачи или объем газа определяются экспериментально для каждого отдельного случая.
Пример осуществления способа
Для изготовления отливки был выбран сплав АК7ПЧ (АЛ9-1), предназначенный для изготовления сложных по конфигурации деталей агрегатов и приборов, испытывающих средние нагрузки и работающих при температурах до 200°С. Сплав активно используется в авиационной промышленности, а узкий интервал кристаллизации способствует быстрому и равномерному затвердеванию отливки.
Форма для заливки расплава подготовлена из песчано-глинистой смеси, удерживаемой двумя опоками. В момент формовки модели отливки (с припусками для механической обработки) в верхней ее части изготавливается канал для подачи не контактируемого газа - азота.
Близкий по температуре к ликвидусу (t=610°) расплав заливается в форму, где после ее заполнения начинается процесс кристаллизации. Процесс резкого охлаждения вызван температурным перепадом между формой и расплавом, поэтому кристаллы растут от стенок к центру.
В полость формы через газовый канал под давлением 5-15 атм (давление газа повышается к концу стадии заполнения) вводится азот, и противодавлением, оказанным на поверхность расплава, выжимает его в литниковые карманы. Образовавшуюся отливку вместе с литниковой системой выбивают из опок. Затем изделие отделяют от питающей системы механическим путем и отправляют на дальнейшую обработку.
Claims (1)
- Способ гравитационного литья полых фасонных отливок, включающий изготовление литейной формы, заливку расплава в литейную форму, кристаллизацию требуемой толщины стенки отливки, удаление остатков жидкого металла из полости литейной формы, извлечение затвердевающей отливки из литейной формы, отличающийся тем, что заливку металла осуществляют через литниковую систему, в которой выполняют карманы, при этом остатки жидкого металла удаляют в упомянутые карманы под давлением газа, подаваемого в полость литейной формы, а после извлечения отливки осуществляют обрубку литниковой системы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125842A RU2663788C1 (ru) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Способ изготовления полых фасонных деталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125842A RU2663788C1 (ru) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Способ изготовления полых фасонных деталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663788C1 true RU2663788C1 (ru) | 2018-08-09 |
Family
ID=63142537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125842A RU2663788C1 (ru) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Способ изготовления полых фасонных деталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663788C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782365C1 (ru) * | 2022-06-29 | 2022-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Способ изготовления полой литой металлической заготовки |
| WO2024126841A1 (fr) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Paris Sciences Et Lettres | Procede de fabrication par moulage, sans noyau, de pieces metalliques creuses |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549248A1 (ru) * | 1975-10-28 | 1977-03-05 | Предприятие П/Я А-1342 | Установка дл лить оболочковых металлических стержней |
| AU501813B2 (en) * | 1975-12-01 | 1979-06-28 | Lero Diecasters Pty. Limited Priors Pty. Limited | Slush casting hollow objects |
| UA21867A (ru) * | 1994-09-20 | 1998-04-30 | Hауково-Виробнича Фірма "Криліт" Лтд | Способ литья пустотелого изделия и установка для его осуществления |
| RU2307003C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок |
-
2017
- 2017-07-19 RU RU2017125842A patent/RU2663788C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549248A1 (ru) * | 1975-10-28 | 1977-03-05 | Предприятие П/Я А-1342 | Установка дл лить оболочковых металлических стержней |
| AU501813B2 (en) * | 1975-12-01 | 1979-06-28 | Lero Diecasters Pty. Limited Priors Pty. Limited | Slush casting hollow objects |
| UA21867A (ru) * | 1994-09-20 | 1998-04-30 | Hауково-Виробнича Фірма "Криліт" Лтд | Способ литья пустотелого изделия и установка для его осуществления |
| RU2307003C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782365C1 (ru) * | 2022-06-29 | 2022-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Способ изготовления полой литой металлической заготовки |
| RU2789526C1 (ru) * | 2022-10-19 | 2023-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Способ изготовления полой литой металлокерамической заготовки |
| WO2024126841A1 (fr) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Paris Sciences Et Lettres | Procede de fabrication par moulage, sans noyau, de pieces metalliques creuses |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101274361B (zh) | 低速真空压挤铸造工艺 | |
| CN103990775A (zh) | 金属挤压铸锻成形方法及其制品 | |
| CN102615268B (zh) | 一种铝合金连杆的反重力挤压铸造装置及制造方法 | |
| JP6643147B2 (ja) | 鋳造装置、及び鋳造方法 | |
| CN108543914A (zh) | 一种高压轮毂铸造模具及其铸造方法 | |
| CN207310402U (zh) | 一种自动分离的注塑模胚 | |
| RU2663788C1 (ru) | Способ изготовления полых фасонных деталей | |
| CN106623856B (zh) | 一种提高挤压铸造活塞铸件质量的方法和装置 | |
| CN102632222A (zh) | 一种铸造装置及铸造方法 | |
| JPH01237067A (ja) | 低圧鋳造法 | |
| Senthil et al. | Studies on performance and process improvement of implementing novel vacuum process for new age castings | |
| CN106925752A (zh) | 一种水冷式低压铸造模具 | |
| US9352387B2 (en) | Method and plant for manufacturing light alloy castings by injection die casting with non-metallic cores | |
| CN110355347B (zh) | 一种铝合金铸件低压浇铸方法 | |
| RU2314895C1 (ru) | Устройство литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (лвкд) | |
| Władysiak | Computer control the cooling process in permanent mold casting of Al-Si alloy | |
| CN209753980U (zh) | 一种适用于生产复杂结构壳体类产品的压铸模具 | |
| CN202490920U (zh) | 压铸机压射室加热装置 | |
| CN105081260A (zh) | 一种洗衣机滚轮支架压铸工艺 | |
| CN1369337A (zh) | 冷室压铸铝合金无拔模斜度的压铸方法 | |
| JP2009262196A (ja) | 鋳造方法および鋳型 | |
| CN103934438A (zh) | 内冷铁用于厚大铸钢件的铸造方法 | |
| RU2176174C1 (ru) | Способ литья с кристаллизацией под давлением | |
| CN212121593U (zh) | 一种提高泵体良品率的泵体铸件装置 | |
| SU1321517A1 (ru) | Способ лить под регулируемым давлением |