RU2682897C1 - Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682897C1 RU2682897C1 RU2018122943A RU2018122943A RU2682897C1 RU 2682897 C1 RU2682897 C1 RU 2682897C1 RU 2018122943 A RU2018122943 A RU 2018122943A RU 2018122943 A RU2018122943 A RU 2018122943A RU 2682897 C1 RU2682897 C1 RU 2682897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tiers
- heating elements
- heating
- distance
- coefficient
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии. Нагрев металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов регулируют путем размещения нагревательных элементов вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам. Расстояние между нагревательными элементами увеличивается в направлении сверху вниз по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов. Для каждого последующего яруса нагревательных элементов этот коэффициент увеличивается на 0,5. В зонах нагревательных элементов измеряют температуру поверхности формы и, при отклонении ее от заданной для каждого яруса, изменяют теплоотдачу от соответствующих нагревательных элементов. Обеспечивается контролируемая и регулируемая кристаллизация, исключается образование внутренних дефектов в отливке. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при литье крупногабаритных отливок, в частности отливок из магниевых и алюминиевых сплавов.
Известен способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления, включающий нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов (см. напр. А.с. СССР 1323223, В22D 7/00, опубл. 15.07.87).
Недостатком известного способа является неравномерность нагрева формы для литья снизу вверх для создания заданного градиента температур и не обеспечивает контролируемый и регулируемый процесс кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройства для его осуществления для обеспечения заданного градиента температур и контролируемого и регулируемого процесса кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.
Поставленная задача решается тем, что в способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, включающем нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов, нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, при этом устройство для регулирования нагреваметаллических форм при литье крупногабаритных отливок содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной, тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.
Поскольку нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, при этом устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры всоответствующем ярусе от заданной, тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%, обеспечивается заданный градиент температур и контролируемый и регулируемый процесс кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.
Устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5. Напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной.
Тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.
Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов осуществляют следующим образом.
Не заполненную расплавом металлическую форму, кокиль, нагревают посредством нагревательных элементов, выполненных, в частности, в виде инфракрасных горелок, имеющих теплоизлучающие сетки, нагреваемые смесью природного газа и воздуха заданного состава, которые размещены в зависимости от размеров формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5. Измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, приотклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, вплоть до отключения одного или нескольких нагревательных элементов. Расстояние L между первым и вторым ярусами нагревательных элементов было определено опытно-экспериментальным путем для конткретных типоразмеров кокилей предназаченных для литья крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и представляет наше ноу-хау. Использование на инфракрасных горелках теплоизлучающих сеток с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или пористых насадок с объемной пористостью 60-70%, подобранных так же опытно-экспериментальным путем, позволило обеспечить высокую концентрацию тепловых потоков в заданном направлении. После прогрева формы и подтверждения системой контроля температуры о достижении заданных температур по высоте формы производится залив расплава.
Устройство для регулирования нагрева металлических форм может быть снабжено системой автоматической подачи смеси природного газа и воздуха, которая имеет возможность не только подавать заданный состав смеси, но и изменять его в зависимости от необходимой регулировки температур.
Claims (4)
1. Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, включающий нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов, отличающийся тем, что нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающемся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи по меньшей мере от одного соответствующего нагревательного элемента.
2. Устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, содержащее нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающемся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, и установленные напротив нагревательных элементов термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что тепловые элементы выполнены в виде инфракрасных горелок.
4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122943A RU2682897C1 (ru) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122943A RU2682897C1 (ru) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682897C1 true RU2682897C1 (ru) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018122943A RU2682897C1 (ru) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682897C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU41131A1 (ru) * | 1933-12-02 | 1935-01-31 | Г.Н. Грищенко | Способ изготовлени линейных форм |
| SU969448A1 (ru) * | 1980-12-26 | 1982-10-30 | Предприятие П/Я В-2481 | Устройство дл изготовлени отливок направленной кристаллизацией |
| JPS59191560A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Mazda Motor Corp | 低圧鋳造機の鋳込圧力制御装置 |
| SU1323223A1 (ru) * | 1986-02-19 | 1987-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ получени стальных слитков |
| RU89436U1 (ru) * | 2009-05-25 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омское моторостроительное объединение им. П.И. Баранова" | Установка для изготовления отливок направленной кристаллизацией |
-
2018
- 2018-06-25 RU RU2018122943A patent/RU2682897C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU41131A1 (ru) * | 1933-12-02 | 1935-01-31 | Г.Н. Грищенко | Способ изготовлени линейных форм |
| SU969448A1 (ru) * | 1980-12-26 | 1982-10-30 | Предприятие П/Я В-2481 | Устройство дл изготовлени отливок направленной кристаллизацией |
| JPS59191560A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Mazda Motor Corp | 低圧鋳造機の鋳込圧力制御装置 |
| SU1323223A1 (ru) * | 1986-02-19 | 1987-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ получени стальных слитков |
| RU89436U1 (ru) * | 2009-05-25 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омское моторостроительное объединение им. П.И. Баранова" | Установка для изготовления отливок направленной кристаллизацией |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3538981A (en) | Apparatus for casting directionally solidified articles | |
| US3376915A (en) | Method for casting high temperature alloys to achieve controlled grain structure and orientation | |
| RU2676272C2 (ru) | Способ и устройство охлаждения | |
| Szeliga et al. | Directional solidification of Ni-based superalloy castings: thermal analysis | |
| TW201335445A (zh) | 製造單晶矽的方法 | |
| RU2018110358A (ru) | Формирование трехмерных объектов | |
| DE3323896A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum gerichteten erstarren von schmelzen | |
| CN110050090A (zh) | 晶锭生长控制装置及其控制方法 | |
| SE415535B (sv) | Anordning vid kontinuerlig gjutning, sasom strenggjutning | |
| US3248764A (en) | Method for improving grain structure and soundness in castings | |
| RU2682897C1 (ru) | Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления | |
| Li et al. | Investigation on freckles in directionally solidified CMSX-4 superalloy specimens with abrupt cross section variation | |
| Szeliga et al. | The influence of the radiation baffle on predicted temperature gradient in single crystal CMSX-4 castings | |
| EP4084918A1 (en) | Method and device for directional crystallization of castings with oriented or monocrystalline structure | |
| Löffler et al. | Influence of time-variant temperature gradients on resolidifying mushy zones | |
| CN104593707B (zh) | 一种调控AlCoCrFeNi高熵合金组织的方法 | |
| Shang et al. | Directional solidification behavior of turbine blades in DZ125 alloy: design of blade numbers on assembly | |
| Liu et al. | Effects of accelerated crucible rotation on segregation and interface morphology for vertical Bridgman crystal growth: Visualization and simulation | |
| TW201522722A (zh) | 自動測量結晶材料的晶種回熔的方法 | |
| RU168533U1 (ru) | Установка для выращивания монокристаллов | |
| EP3108984B1 (en) | Automated bi-casting | |
| KR101461708B1 (ko) | 주형 온도 제어 장치 및 방법 | |
| JPH05104209A (ja) | 水平連続鋳造方法とその装置 | |
| Berdnikov et al. | The influence of Prandtl numbers of melts and crucible materials on the features of crystal growth by the Bridgman method | |
| Lian et al. | Static solid cooling: A new directional solidification technique |