SU1389933A1 - Способ лить под давлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литью под давлением различных материалов. Целью изобретени   вл етс  повышение физико- механических свойств отливок. Согласно изобретению заполнение литейной формы 3 расплавом осуществл етс  под действием Е: разности давлений в тигле 1 с расплавом и в литейной форме. В форме выполнены литейна  полость 4 и дополнительные полости 5. При достижении уровн  А-А транспортное давление PI мен ет свой характер , например, в результате резкого изменени  сечени  отливки. По сигналу индикатора 8 через преобразователь 9 открываетс  вентиль 10 и от источника 13 высокого давлени  подаетс  газ в незаполненные полости 5 и в мультиплицирующий цилиндр 11, при этом в форме устанавливаетс  высокое давление Рз. При движении порщн  цилиндра 11 прерываетс  поток расплава на тигле 1 и осуществл етс  до- заполнение формы 3 расплавом. После сброса давлени  отливка охлаждаетс  и извлекаетс . 2 з.п. ф-лы, 8 ил. 55 (Л /3 00 ОС со со со со Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к литью под давлением отливок из различных материалов.

Известен способ лить  под давлением, при котором расплав из тигл  проходит по металлопроводу и заполн ет литейную форму нод действием разности давлений в тигле с расплавленным металлом и в литейной форме. Заполнение литейной формы начинаетс  при атмосферном давлении и аосрегулируемый дроссель 12 и трубопровод св занный с дополнительными полост ми 5, а с другой стороны через трубопровод и через вентиль 10 - с источником 13 сжа- 5 того газа.

Способ осуществл етс  следующим образом .

После того, как расплав подготовлен дл  лить , создаетс  разность давлений между тиглем 1 и литейной формой 3 и расплав

ле заполнени  литейной формы до опреде- по металлопроводу 2 поступает в литейную

ленного уровн  над расплавом в незаполненном пространстве литейной формы создаетс  подход щий вакуум, с помощью которого регулируетс  скорость дальнейщего заполнени . После заполнени  литейной формы расплав кристаллизуетс  и отливка извлекаетс  (за вка Японии № 56-14385, кл. В 22 D 18/08, опублик. 1981).

Целью изобретени   вл етс  повышение физико-механических свойств отливок.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства дл  реализации способа при литье с транспортировкой расплава с помощью разности газовых давлений, создаваемых в литейной форме и тигле с расплавполость 4, при этом в системе тигель 1 с расплавом - литейна  форма 3 может быть вакуумное, атмосферное или повышенное давление. В процессе заполнени  транспорт 5 ное давление повышаетс  в результате преодолени  сил трени  гидравлического столба расплава и дросселирующего действи  при выходе газовой фазы через вентил ционные ка.налы. При достижении определенного уровн  расплава (лини  А-А и точка

20 а на индикаторной диаграмме, фиг. 2) транспортное давление PI мен ет свой характер , например, в результате резкого изменени  сечени  отливки. С помощью сигнала от индикатора 8 давлени  дл  транленным материалом; на фиг. 2 - пример- , спортного давлени  PI включаетс  преобна  индикаторна  диаграмма транспортного давлени  при литье согласно схеме на фиг. 1; на фиг. 3-,- схема устройства дл  реализации способа при литье при атмосферном давлении в литейной форме и

разователь 9, который открывает вентиль 10, и от источника 13 высокого давлени  подаетс  газ в незаполненные дополнительные полости 5 литейной формы 3 и в мультиплицирующий цилиндр 11, посредством косоздании транспортного давлени  поршнем; Q торого в литейной форме 3 устанавливаетс 

на фиг. 4 - индикаторна  диаграмма транспортного давлени  при литье согласно схеме на фиг. 3; на фиг. 5 - схема лить  при наличии вакуума в литейной форме и создании транспортного давлени  разностью давлений газовой фазы; на фиг. 6 - индикаторна  диаграмма транспортного давлени  согласно схеме на фиг. 7; на фиг. 7 - схема устройства дл  реализации способа при литье с повышенным давлением в литейной форме и создании транспортного давлени  разностью давлений газовой фазы; на фиг. 8 - индикаторна  диаграмма транспортного давлени  при литье согласно схеме на фиг. 5.

Устройство дл  реализации способа

высокое давление РЗ. При движении поршн  мультиплицирующего цилиндра И прерываетс  приток расплава из тигл  с расплавом и осуществл етс  дозаполнение литейной формы 3 расплавом. После сброса

35 давлени  и охлаждени  готова  отливка вынимаетс  и цикл повтор етс  сначала. Устройство дл  реализации способа (фиг. 3) состоит из прессующего цилиндра 1, св занного через литниковый канал с литейной формой 3, котора  состоит из пра вой 31 и левой 32 полуформ, в которых оформлены литейна  полость 4 и дополнительна  полость 5 (прибыль). Цилиндр 1 св зан с источником 6 давлени  с давлением PI через вентиль 7, трубопровод, силовой ци (фиг. 1) состоит, из тигл  1 с расплавом, д линдр 18, который снабжен индикатором 8

который через металлопровод 2 св зан с литейной формой 3, выполненной из двух частей - нижней 31 и верхней 32 полуформ, в которых оформлена литейна  полость 4, а в верхней полуформе 32 оформлены дополдавлени . Силовой цилиндр 18 св зан с мультиплицирующим цилиндром 11, одна часть которого св зана через трубопровод с литейной полостью 4 и через вентиль 14 с источником 13 сжатого воздуха с высоким

нительные полости 5. Тигель 1 с расплавом 50 давлением РЗ. Индикатор 8 давлени  св зан

св зан с источником 6 сжатого газа через вентиль 7. Давление газа PI в источнике 6  вл етс  транспортным давлением. Тигель 1 с расплавом снабжен индикатором 8 давлени , который с помощью преобразовател  9 и вентил  10 св зан с источником сжатого газа с высоким давлением РЗ. К нижней части литейной формы 3 прикреплен мультиплицирующий цилиндр 11, через

с преобразователем 9, который через вентиль 10 св зан с дополнительной полостью Вис мультиплицирующим цилиндром 11. Св зь между преобразователем 9 и дополнительной полостью 5 осуществлена через 13 55 регулируемый дроссель 12.

Пример. Характеристика отливки: автомобильный поршень из алюминиево-крем- ниевого сплава, имеющий юбку толщиной

регулируемый дроссель 12 и трубопровод св занный с дополнительными полост ми 5, а с другой стороны через трубопровод и через вентиль 10 - с источником 13 сжа- 5 того газа.

Способ осуществл етс  следующим образом .

После того, как расплав подготовлен дл  лить , создаетс  разность давлений между тиглем 1 и литейной формой 3 и расплав

по металлопроводу 2 поступает в литейную

полость 4, при этом в системе тигель 1 с расплавом - литейна  форма 3 может быть вакуумное, атмосферное или повышенное давление. В процессе заполнени  транспорт5 ное давление повышаетс  в результате преодолени  сил трени  гидравлического столба расплава и дросселирующего действи  при выходе газовой фазы через вентил ционные ка.налы. При достижении определенного уровн  расплава (лини  А-А и точка

0 а на индикаторной диаграмме, фиг. 2) транспортное давление PI мен ет свой характер , например, в результате резкого изменени  сечени  отливки. С помощью сигнала от индикатора 8 давлени  дл  транспортного давлени  PI включаетс  преобразователь 9, который открывает вентиль 10, и от источника 13 высокого давлени  подаетс  газ в незаполненные дополнительные полости 5 литейной формы 3 и в мультиплицирующий цилиндр 11, посредством которого в литейной форме 3 устанавливаетс 

Q торого в литейной форме 3 устанавливаетс 

высокое давление РЗ. При движении поршн  мультиплицирующего цилиндра И прерываетс  приток расплава из тигл  с расплавом и осуществл етс  дозаполнение литейной формы 3 расплавом. После сброса

35 давлени  и охлаждени  готова  отливка вынимаетс  и цикл повтор етс  сначала. Устройство дл  реализации способа (фиг. 3) состоит из прессующего цилиндра 1, св занного через литниковый канал с литейной формой 3, котора  состоит из пра вой 31 и левой 32 полуформ, в которых оформлены литейна  полость 4 и дополнительна  полость 5 (прибыль). Цилиндр 1 св зан с источником 6 давлени  с давлением PI через вентиль 7, трубопровод, силовой цилиндр 18, который снабжен индикатором 8

давлени . Силовой цилиндр 18 св зан с мультиплицирующим цилиндром 11, одна часть которого св зана через трубопровод с литейной полостью 4 и через вентиль 14 с источником 13 сжатого воздуха с высоким

давлением РЗ. Индикатор 8 давлени  св зан

с преобразователем 9, который через вентиль 10 св зан с дополнительной полостью Вис мультиплицирующим цилиндром 11. Св зь между преобразователем 9 и дополнительной полостью 5 осуществлена через 55 регулируемый дроссель 12.

Пример. Характеристика отливки: автомобильный поршень из алюминиево-крем- ниевого сплава, имеющий юбку толщиной

б мм; упрочн ющее кольцо в нижней части юбки; утолщени  в зонах седел поршневого болта толщиной 20 мм, толщина дна 25 мм.

Способ выполн етс  в двугнездовой литейной металлической форме 3 с составным клиновым стержнем дл  центрального отверсти  и стержн ми дл  радиальных отверстий . В литейной форме 3 оформлены вентил ционные каналы, литейный канал и прибыль (полость 5).

В мультиплицирующем цилиндре 11 от источника 13 при открытом вентиле 14 создаетс  газовое давление 60 МПа, после чего .вентиль 14 закрываетс  и наливаетс  порци  расплава в прессующий цилиндр

I.В силовом 18 и мультиплицирующем 11 цилиндрах создаетс  гидравлическое давление от источника 6 при открытом вентиле 7. Порщень силового цилиндра 18 перемещает расплав, который заполн ет полость 4 литейной формы 3. При заполнении дополнительной полости 5 (прибыли) литейной формы 3 транспортное давление Ртр (фиг. 4), отсчитанное по индикатору 8 давлени , мен етс  и, когда заполн етс  часть прибыли, транспортное давление .мен ет свой характер (точка а, фиг. .4) и по сигналу от индикатора 8 давлени  срабатывает преобразователь 9, открыва  вентиль 10, при котором порщень мультиплицирующего цилиндра 11 начинает перемещатьс  и в прибыле устанавливаетс  давление 300 МПа. Это давление поддерживаетс  до окончани  кристаллизационного процесса в отливке, после чего оно устран етс  и отливка извлекаетс . Полученна  отливка после соответствующей термообработки имеет следующие показатели: ав (32 - 36) х хЮ as (27-30)-10 Нв 120-140.

Устройство дл  реализации способа (фиг. 5) состоит из тигл  1 с расплавленным металлом, св занного через металло- провод 2 с литейной формой 3, котора  состоит из двух частей: нижней 31 и верхней 32 полуформ, между которыми оформлена литейна  полость 4. В верхней полуформе 32 предусмотрены дополнительные полости 5 (прибыли). Тигель 1 с расплавом св зан с источником 6 давлени  с давлением Р| через вентиль 7. Тигель 1 и пространство литейной формы св заны с индикатором 8 давлени , который снабжен преобразователем 9. Последний через вентиль 10 св зан с источником 13 высокого давлени  с давлением Рз, который через вентиль 10 св зан с мультиплицирующим цилиндром

II,прикрепленным к нижней полуформе 31. Поршневое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 св зано с дополнительными полост ми 5 литейной формы 3 через регулируемый дроссель 12. Пространство литейной формы 3 через трубопровод и вентиль 16 св зано с источником 17 вакуума.

Пример. Характеристика отливки: деталь дл  подвески автомобил  из алюминиевого сплава со сложным сочетанием тонких и толстых стенок от 4 до 25 мм; утолщен5 ные «части сосредоточены в трех местах, удаленных от центрального отверсти  на 300- 400 мм; сложное оребрение с выпуклостью ребер до 90 мм.

Способ осуществл етс  в металлической разъемной литейной форме, расположенной в герметической камере.

Плоскость разъема полуформ 31 и 32 иМе- ет сложную конфигурацию. В утолщенных част х отливки оформлены прибыли. В литейной форме выполнены вентил ционные

5 каналы. Полости отливки в пространствах между ребрами оформлены вставками, между которыми имеютс  также вентил ционные каналы. Перед началом лить  в камере, где находитс  литейна  форма 3, создаетс  вакуум 0,1-0,2 МПа от источни0 ка 17 при открытом вентиле 16. Создаетс  разность давлений между тиглем 1 с расплавом и литейной формой 3, в результате чего начинаетс  заполнение полости 4 отливки . Когда уровень расплава достигнет

5 вентил ционных каналов в плоскости разъема и расплав заполнит их, транспортное давление мен ет свой характер и через сигнал индикатора 8 включаетс  преобразователь 9, который открывает вентиль 10. В полости 5 литейной формы 3 устанавлива0 етс  высокое давление, которое уравновешиваетс  поршнем мультиплицирующего цилиндра 11. Это давление поддерживаетс  до окончани  кристаллизационного процесса в отливке, после чего стравливаетс  и отливка вынимаетс . Вакуум поддерживаетс 

5 только до полного заполнени  литейной формы 3 с расплавом.

Устройство дл  реализации способа (фиг. 7) состоит из тигл  1 с расплавом, св занного через металлопровод 2 с литейной формой 3, котора  состоит из левой 31 и правой 32 полуформ, между которыми оформлена литейна  полость 4. В левой полуформе 31 оформлены дополнительные полости 5 (прибыли). Тигель 1 с расплавом св зан с источником 6 давлени  с давле5 нием Р, через вентиль 7. Источник 6 давлени  св зан с литейной формой 3 вентилем 15. В тигель 1 с расплавом вмонтирован индикатор 8 давлени , снабженный преобразователем 9, который через вентиль 10 св зан с источником 13 высокого давлени 

0 с давлением РЗ. Источник высокого давлени  св зан с мультиплицирующим цилиндром 11, соединенным с правой полуформой 32. Порщ- невое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 св зано трубопроводом и регулируемым дросселем 12 с дополнительными

5 полост ми 5.

Пример. Характеристика отливки: ореб- ренна  деталь, предназначенна  дл  работы

под воздействием вод ных паров при 150°С и давлении 10 МПа с требовани ми: ёь (30-32)-10 Н/м и .

Способ осуществл етс  в двугнездовой металлической форме, котора  уплотнена упругим уплотнением. Между уплоткитель- ным кольцом и рабочей полостью формы вырезан глубокий и широкий канал, который с ромощью вентил ционных каналов св зываетс  с рабочей полостью формы. В литейной форме оформлены вентил ционные ка- 10 кими показател ми, налы и пространство прибыли.

В тигле 1 с расплавом находитс  расплав - технически чистый Zn, в котором барботируют азот под давлением 10x10 Н/м после чего в системе тигель 1 с расплаливки и материала, из которого она сделана , при этом данное давление создаетс  в самой литейной форме. По этому способу оказываетс  воздействие на заполнение литейной формы расплавом и на кристаллизацию его, при котором одновременно управл ютс  оба процесса при минимальных энергетических затратах. Все это обеспечивает получение отливок с искомыми и одновременно высокими физико-механичесФормула изобретени 

Claims (3)

1. Способ лить  под давлением, включаю - --- ,щий транспортирование расплава из тигл  и

вом - литейна  форма 3 устанавливаетс  заполнение литейной формы под действием давление 10x10 Н/м. Создаетс  разность разности давлений, создаваемых в тигле и

литейной форме, воздействие на расплав при заполнении литейной формы вакуумным, атмосферным и повышенным газовым дав- тер. По сигналу индикатора 8 давлени  20 лени ми, отличающийс  тем, что, с целью включаетс  преобразователь 9, который от- повышени  физико-механических свойств отливок , после заполнени  литейной формы расплавом до определенного уровн  в незаполненной полости литейной формы или в одной или нескольких незаполненных

давлений и расплав заполн ет литейную форму 3 до линии А-А (точка а, фиг. 8) и транспортное давление мен ет свой хараккрывает вентиль 10, и в незаполненной полости 5 литейной формы 3 устанавливаетс  давление 96X10 Н/м, которое уравновешиваетс  давлением в мультиплицируюш ,ем цилиндре 11. При движении поршн  25 обособленных полост х создают газовое мультиплицируюшего цилиндра 11 закрываетс  приток расплава из тигл  1 и осуществл етс  дозаполнение литейной формы 3 при высоком давлении. После кристаллизации расплава давление в литейной форме 3 стравливаетс , и отливка охлаждаетс  и вынимаетс .

30

давление, превыщающее действующее в этот момент давление в литейной форме, нри этом с другой стороны формы создают противодействующее давление, уравно- вещивающее газовое давление.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что газовое давление поддерживаетс  посто нным до полной кристаллизации расплава в литейной форме.

Преимущества предлагаемого способа состо т в том, что дополнительное газовое давление начинает действовать на расплав в определенный момент, который выбираетс  в зависимости от конфигурации конкретной откими показател ми,

ливки и материала, из которого она сделана , при этом данное давление создаетс  в самой литейной форме. По этому способу оказываетс  воздействие на заполнение литейной формы расплавом и на кристаллизацию его, при котором одновременно управл ютс  оба процесса при минимальных энергетических затратах. Все это обеспечивает получение отливок с искомыми и одновременно высокими физико-механичесател ми ,

Формула изобретени 

25 обособленных полост х создают газовое

30

35

давление, превыщающее действующее в этот момент давление в литейной форме, нри этом с другой стороны формы создают противодействующее давление, уравно- вещивающее газовое давление.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что газовое давление поддерживаетс  посто нным до полной кристаллизации расплава в литейной форме.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что газовое давление непрерывно повыщают от момента его создани  до окончани  кристаллизации расплава в литейной форме.

гпр

фиг. 2

Фиг.

Фиг. 7

Фиг. 8