RU2806789C1 - Способ литья с кристаллизацией под давлением - Google Patents
Способ литья с кристаллизацией под давлением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806789C1 RU2806789C1 RU2022135172A RU2022135172A RU2806789C1 RU 2806789 C1 RU2806789 C1 RU 2806789C1 RU 2022135172 A RU2022135172 A RU 2022135172A RU 2022135172 A RU2022135172 A RU 2022135172A RU 2806789 C1 RU2806789 C1 RU 2806789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- metal
- liquid
- casting
- volume
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области литейного производства. Способ литья металла с кристаллизацией под давлением включает заливку подготовленной формы (3) жидким металлом, подачу в нее испаряющейся жидкости, герметизацию формы, кристаллизацию металла под давлением и извлечение отливки из формы после охлаждения. Испаряющуюся жидкость дозированно подают в незаполненную часть объема формы после заливки жидкого металла. Под газовым давлением, образующимся в свободном объеме формы в результате испарения указанной жидкости, выдерживают металл до полного затвердевания формирующейся отливки. Указанная выдержка способствует заполнению узких участков формы, уплотнению кристаллизующегося в форме металла, росту центров кристаллизации и, следовательно, получению качественной отливки. Обеспечивается получение качественной заготовки сложной конфигурации и практически не ограниченной номенклатуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству по изготовлению металлических отливок.
Изготовление литой металлической отливки осуществляется путем дозированной подачи испаряющейся жидкости в незаполненную часть объема формы после заливки жидкого металла с обеспечением образования газового давления в свободном объеме формы, после чего осуществляют выдержку под образовавшимся давлением до полного затвердевания формирующейся отливки, далее проводят разгерметизацию формы и удаление отливки. В качестве жидкости, обеспечивающей образование газового давления, используется как испаряющаяся, так и воспламеняющаяся или выгорающая жидкость.
Известен способ, включающий заливку расплава под действием гравитационной силы в пресс-форму, ввода в нее пуансона, которым осуществляется окончательное оформление контура отливки с последующим уплотнением (выдержка под давлением) до полного затвердевания. После извлечения из пресс-формы отливку подвергают различным видам последующей обработки (Специальные способы литья. Степанов Ю.А., и др. М.: Машиностроение, 1970, стр. 97-105).
Недостатком такого способа является громозкость оборудования, недостаточное давление, ограниченная номенклатура получаемых отливок.
Ближайшим аналогом можно считать способ литья металла с кристаллизацией под давлением, раскрытый в источнике RU 2782365 С1, B22D 15/00, 26.10.2022.
Технический результат, получаемый при осуществлении предложенного изобретения, заключается в получении качественной заготовки сложной конфигурации и практически не ограниченной номенклатуры.
Ограничительные признаки: заливку жидкого металла осуществляют в подготовленную форму, выдержку залитого в форму металла под давлением, извлечение остывшей отливки из полости формы.
Отличительные признаки: выдержку залитого в форму металла до полного остывания осуществляют под образовавшимся газовым давлением, образованным испарением или сгоранием введенной в герметичную форму жидкости.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемого способа и достигаемым результатом достигается в следующем.
После заливки жидкого металла в подготовленную форму и ее герметизации, внутрь формы в ее незаполненную часть объема дозированно подают жидкость, которая, испаряясь или сгорая, образует газовое давление в свободном объеме формы, распространяющееся на весь объем жидкого металла.
Происходит заполнение узких участков формы, уплотнение кристаллизующегося в форме металла, рост центров кристаллизации и, следовательно, получение качественной отливки. Дозированная подача жидкости внутрь формы может осуществляться в течение всего процесса кристаллизации жидкого металла.
Способ литья металла с кристаллизацией под давлением осуществляется следующим образом.
Жидкий металл заливается в подготовленную разъемную форму, внутренняя поверхность которой обработана противоадгезионным покрытием. Это могут быть изложницы для получения многотонных слитков или формы для мелких деталей: бронежилетов, элементов планера, казенника для орудий и т.д., форма герметизируется и в нее (верхний незаполненный металлом объем) подается дозированно жидкость, которая, испаряясь или сгорая, создает внутри формы газовое давление.
В отличие от аналога, где давление порядка 100 МПа, давление в предлагаемом варианте может быть 1000 и более МПа. При этом величиной давления можно легко управлять в процессе кристаллизации за счет датчиков, клапанов и форсунок в крышке формы.
После полного охлаждения отливки форму разгерметизируют и извлекают остывшую отливку.
Приведем пример реализации такого способа при изготовлении металлической отливок (чертеж).
Осуществляется заливка жидкого металла в стояк 1, из которого по каналам 2 поступает в формы 3, находящиеся в разъемной матрице 4. Матрица при необходимости может быть разогрета до заданной температуры, чтобы не было кристаллизации металла в каналах и в формах. Стояк герметизируют крышкой 5 и задвижным устройством 6. После этого через форсунку 7 впрыскивается дозированный объем жидкости, например, воды, которая, испаряясь, создает гидростатическое давление, как в стояке, так и в форме с жидким металлом.
Давление под крышкой и в формах контролируется датчиками 8.
Если принять, что впрыскивается жидкость объемом Vж, то испаряясь, она займет объем V0=Vж⋅103.
Физические характеристики:
Воздух: плотность γ0=1 кг/м3=10-6 кг/см3 при давлении Р0=1 атм=1 кг/см2 и температуре t0=20°С.
Вода: плотность γ=1 гр/см3 при t0=20°С.
Таким образом, 1 гр. воды, испаряясь, займет объем V0=103 см3.
По закону Бойля-Мариотта
,
где T(°K)=t+273.
Примем, что объем между крышкой и жидким металлом Vп, а объем впрыскиваемой жидкости Vж=0,5Vп. Положим, что разливаем сталь. Температура кристаллизации стали 1450°. Примем, что пар от испарения воды нагревается до 500°С.
Тогда имеем Р0=1атм.; V0=0,5Vп⋅103; Т0=293°К, V=Vп; T=773°К
Claims (2)
1. Способ литья металла с кристаллизацией под давлением, включающий заливку подготовленной формы жидким металлом, подачу в нее испаряющейся жидкости, герметизацию формы, кристаллизацию металла под давлением и извлечение отливки из формы после охлаждения, отличающийся тем, что испаряющуюся жидкость дозированно подают в незаполненную часть объема формы после заливки жидкого металла с обеспечением образования газового давления в свободном объеме формы, после чего осуществляют выдержку под образовавшимся давлением до полного затвердевания формирующейся отливки, далее производят разгерметизацию формы и удаление отливки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, обеспечивающей образование газового давления, используют воспламеняющуюся или выгорающую жидкость.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2806789C1 true RU2806789C1 (ru) | 2023-11-07 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH255158A (de) * | 1945-03-09 | 1948-06-15 | K & L Steelfounders & Engineer | Verfahren zur Herstellung von Metallgussstücken in Giessformen. |
CH256027A (de) * | 1945-06-21 | 1948-07-31 | K Et L Steelfounders & Enginee | Verfahren zum Giessen von Metallblöcken und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. |
CH567893A5 (en) * | 1974-04-29 | 1975-10-15 | Fischer Ag Georg | Dense feeding ferrous castings during solidification - in permanent metal moulds using closed feeder system and exothermic mixt |
SU549248A1 (ru) * | 1975-10-28 | 1977-03-05 | Предприятие П/Я А-1342 | Установка дл лить оболочковых металлических стержней |
AU2004376A (en) * | 1975-12-01 | 1978-06-01 | Lero Diecasters Pty. Limited Priors Pty. Limited | Slush casting hollow objects |
SU770653A1 (ru) * | 1977-12-14 | 1980-10-15 | Предприятие П/Я В-8889 | Устройство дл кристаллизации под давлением |
RU2307003C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок |
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 |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH255158A (de) * | 1945-03-09 | 1948-06-15 | K & L Steelfounders & Engineer | Verfahren zur Herstellung von Metallgussstücken in Giessformen. |
CH256027A (de) * | 1945-06-21 | 1948-07-31 | K Et L Steelfounders & Enginee | Verfahren zum Giessen von Metallblöcken und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. |
CH567893A5 (en) * | 1974-04-29 | 1975-10-15 | Fischer Ag Georg | Dense feeding ferrous castings during solidification - in permanent metal moulds using closed feeder system and exothermic mixt |
SU549248A1 (ru) * | 1975-10-28 | 1977-03-05 | Предприятие П/Я А-1342 | Установка дл лить оболочковых металлических стержней |
AU2004376A (en) * | 1975-12-01 | 1978-06-01 | Lero Diecasters Pty. Limited Priors Pty. Limited | Slush casting hollow objects |
SU770653A1 (ru) * | 1977-12-14 | 1980-10-15 | Предприятие П/Я В-8889 | Устройство дл кристаллизации под давлением |
RU2307003C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Способ изготовления отливок |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0728546B1 (en) | Directionally solidified investment casting with improved filling | |
US20160228946A1 (en) | Semisolid casting and forging device and method, and cast and forged product | |
JP4403072B2 (ja) | 鋳型除去鋳造法および装置 | |
JPH0329500B2 (ru) | ||
RU2806789C1 (ru) | Способ литья с кристаллизацией под давлением | |
HU208270B (en) | Lose-pattern, pressure precision casting method | |
US6763876B1 (en) | Method and apparatus for casting of metal articles using external pressure | |
KR102237715B1 (ko) | 저과열 내지 무과열 온도에서의 주조를 위한 용융 금속의 제조 공정 | |
SU427506A3 (ru) | Способ получения отливок из металла, насыщенного растворимым газом | |
Guler et al. | A study of expanded polyethylene (EPE) pattern application in aluminium lost foam casting | |
IE903892A1 (en) | Improvement to the process for the lost-foam casting, under¹controlled pressure, of metal articles | |
EP2957365B1 (en) | Method for manufacturing a metallic object by casting | |
Hong et al. | Prevention of macrosegregation in squeeze casting of an Al-4.5 wt pct Cu alloy | |
RU2782365C1 (ru) | Способ изготовления полой литой металлической заготовки | |
FI93322C (fi) | Metallikappaleiden vaahtomallikaavausmenetelmä paineen avulla | |
RU2789526C1 (ru) | Способ изготовления полой литой металлокерамической заготовки | |
US11897028B2 (en) | Controlled nozzle cooling (CNC) casting | |
US20070277952A1 (en) | Rapid localized directional solidification of liquid or semi-solid material contained by media mold | |
TW201410359A (zh) | 鑄造的冷卻方法及其冷卻系統 | |
Archer et al. | Counter-gravity sand casting of steel with pressurization during solidification | |
Dotsenko | Influence of heterogeneous crystallization conditions of aluminum alloy on its plastic properties | |
US6263951B1 (en) | Horizontal rotating directional solidification | |
CA1328342C (en) | Method and apparatus for accelerating metal solidification | |
SU1101174A3 (ru) | Способ лить черных металлов вакуумным всасыванием в газопроницаемую оболочковую форму | |
RU178971U1 (ru) | Устройство для изготовления литых образцов из чугуна |