SU1722218A3 - Способ лить вакуумным всасыванием в газопроницаемую форму и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к литью вакуумным всасыванием химически активных металлов. Цель изобретени  - упрощение процесса, повышение эффективности и сокращение времени на продувку системы и заполнение ее инертным газом. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что герметична  камера 1 с формой 17 и металлопроводом 21 пере

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к литью вакуумным всасыванием и под перепадом давлени  химически активных металлов .

Целью изобретени   вл етс  упрощение- процесса, повышение эффективности и сокращение времени на продувку системы и заполнени  ее инертным газом.

На фиг.1 представлено устройство,

общий вид, на фиг.2 - то же, при заполнении формы металлом, на фиг.З - гто же, общий вид, вариант исполнени  на фиг, - тоже, при заполнении формы металлом, на фиг,5 - тигель с кожухом при загрузке металла,

. Устройство содержит тигель 1, размещенный в кожухе 2 со съемной крышкой 3, размещенной на боковых стен-. ках кожуха через уплотнение 4, Кожух может быть выполнен охлаждаемым, Тигель 1 имеет футеровку 5 с индуктором 6. В крышке 3 имеетс  отверстие 7, такое же отверстие имеетс  и в жарозащитном экране 8,

Над отверстием 7 размещена друга  съемна  крышка 9 с уплотнением 10. В центре крышки 9 предусмотрено небольшое отверстие 11 дл  ввода термопары . Кожух 2 посредством трубопровода 12 соединен с вакуумной системой , а посредством трубопровода 13 с источником инертного газа. Формовочный блок содержит герметичную камеру И, установленную на вер тикально перемещающейс  опоре 15. В нижней части камеры выполнено отверстие 16 дл  установки литейной формы 17, котора  на фиг.1 представлена как оболочкова  форма со сто ком 18 дл  подачи металла в по

лости 19 формы. В верхней части камера I соединена трубопроводом 20 с

вакуумной системой. Форма 17 имеет также металлопровод 21 с фланцем 22 и свободным концом 23. Сланец 22 герметично установлен между опорной стенкой камеры и нижним концом формы

17 вокруг входного .отверсти  2k сто ка 18. Гидроцилиндр 25 соединен с опорой 15 и обеспечивает относительное перемещение тигл  1 и камеры Последн   состоит из двух половин

со средствами охлаждени . Кроме того , камера 14 трубопроводом 26 соединена со средством дл  создани  более низкого давлени  в внутренней части формы по сравнению с камерой. Это средство может иметь пористую пробку 27, непроницаемую дл  металла и проницаемую дл  газа. Устье трубопровода 26 герметизировано над пробкой 27 с помощью уплотнени  28.

Утечка между каналом 29 и камерой И предотвращаетс  уплотнени ми 30. Между крышкой 3 кожуха и формовочным блоком расположен гибкий сжимаемый экран 31, выполненный из огнеупорного материала, например стекловолокна . Этот экран поддерживает необходимое рассто ние между зеркалом металла в тигле и источником проникновени  воздуха в тигель при сн той

крышке 9. При использовании этого устройства таким источником  вл етс  отверстие 16, расположенное относительно далеко от расплава,

Следовательно, крышка 9 может удал тьс  во врем  продувки кожуха 2 аргоном. Аргонова  продувка приводитс  при давлении выше атмосферного, при этом аргон наполн ет экран 31 и происходит через его отверсти  дл 

5

предотвращени  поступлени  воздуха через экран. Рассто ние поверхности жидкого металла от только потенциала ного источника воздуха (отверстие 16-) предотвращает зат гивание циркулирующими потоками (зоны Бриллюзна) воздуха в расплав. Это рассто ние составл ет по меньшей мере 20 см, но может быть и Ц$ см.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Камера 1 устанавливаетс  свободным концом 23 металлопровода 21 над отверстием 7 кожуха тигл , при этом крышка 9 предварительно снимаетс , За счет уплотнени  верхнего фланца 22 металлопровода 21 между нижней стенкой камеры 1 и нижним концом формы 17 вокруг отверсти  2 и за счет использовани  экрана 31, предназначенного дл  поддержани  давлени  инертного газа в кожухе 2 выше атмосферного, предотвращаетс  поступление воздуха в кожух тигл  через отверстие 7. При использовании инертного газа, например аргона, который в.несколько раз плотнее воздуха, или азота, плотность которого только немного меньше плотности воздуха, можно легко регулировать поток газе дл  предотвращени  поступлени  воздуха в кожух 2 через отверстие 7.

При литье камера перемещаетс  с помощью гидроцилиндра 25, который обеспечивает относительное перемещение металлопровода 21 и кожуха 2 тигл  дл  подачи металлопровода через отверстие 7 в кожухе. На фиг, 2 показано , как конец 23 металлопровода 21 погружен в жидкий металл в тигле, а также относительное перемещение конца 23 металлопровода и кожуха 2 относительно плоской формы. По мере перемещени  конца 23 металлопровода пониженный перепад давлени  создаетс  во1внутренней части формы 17 через сто к 18 за счет использовани  соединени  трубопровода 26 с вакуумной системой, что обеспечивает подачу аргона и затем жидкого металла через металлопровод и сто к, при этом металлостатический напор в сто ке 18 также вызывает образование бокового потока в полости 19 формы 17. Одновременно второе давление, равное или выше давлени , подаваемого через трубопровод 26, но ниже давлени  жидкого металла в тигле 1,

222.186

подаетс  в камеру И и таким образом в наружную часть формы 17 через трубопровод 20 дл  обеспечени  заполнени  полостей 19 формы жидким металлом . Величина второго давлени  достаточна только дл  заполнени  полостей 19 формы. После завершени  заполнени  давление, окружащее му 17| может быть повышено, при этом во внутренней части формы поддерживаетс  низкое давление дл  повышени  качества детали и снижени  раст гивающих напр жений в форме. Давление

J5 повышаетс  в камере И за счет подачи инертного газа через соединение 32 до тех пор, пока отливаемый металл остаетс  при реакционноспособной температуре .

20

После окончани  формовани  эти давлени  восстанавливаютс  до атмосферного . Ратем камера 1 открываетс  и заполненна  форма 17 и металлопро25 вод 21 удал ютс  дл  подготовки к следующему циклу формовани . Экран 31 за счет возможности обратного сжати  восстанавливает свою первоначальную форму. Крышка 9 может быть

30 установлена над отверстием 7 в кожухе 2, если следующа  форма не готова дл  лить , Если трубопровод 26 не используетс , описанный способ измен етс  только в том, что низкое давление дл  заполнени  полостей формы создаетс  полностью в камере 1 через трубопровод 20, при этом наружное более низкое давление на форму передаетс  во внутреннюю часть через

40 ее пористое тело. Обычно результаты получаютс  не настолько хорошими, как при использовании двух вакуумных соединений , работающих при разном давлении . Примеси дл  удалени  примесей

35

из системы формы с такой же эффективностью давлени  во врем  заполнени  должно быть ниже, но при этом возрастает нагрузка массы металла на форму. Однако способ и устройство имеют существенные преимущества по сравнению с известным устройством и без использовани  трубопровода 26„ На фиг.З иллюстрируетс  другой вариант способа защиты жидкого металла от загр знени  воздухом. Крыш- ка 3 кожуха тигл  установлена телескопически на элементах 33 и поддерживаетс  гидроцилиндрами (не показаны ) , которые разнос т поверх

ность металла в тигле от отверсти  7 (ближайший источник воздуха) и сохран ют это рассто ние на уровне примерно 20 см и более. На этом рассто нии загр знение потоками циркулирующего воздуха предотвращаетс , когда крышка 9 удал етс  при подаче аргона .

Во врем  лить  (фиг, 4), когда выступы металлопровода 21 контактируют с крышкой 3 кожуха 2 тигл  по мере относительно перемещени  металлопровода и кожуха тигл  навстречу ДРУГ другу, подвижные элементы 33 ввод тс  в зацепление и сжимаютс , После завершени  лить  и удалени  металлопровода 21 элементы 33 возвращаютс  в исходное положение. При соединении нижней части камеры И и крышки 3 уплотн етс  отверстие 7 дл  предотвращени  поступлени  любого значительного количества воздуха, когда подвижный элемент 33 сжимаетс  и возвращаетс  в исходное положение после заполнени  формы.

На фиг.5 дл  начальной подачи металла в тигль в атмосфере инертного газа, что делаетс  только периодически , предусмотрена замен ема  крышка 3 котора  непроницаема, больше и прочнее по сравнению с крышкой Э, а также может выдерживать вакуумиро- вание кожуха 2 тигл  до высокой степени вакуума. Когда крышка 9 удалена , камера Ik формы и металлопро- - вод 21 (фиг. 1) удалены, слиток 35, предназначенный дл  плавки металла помещаетс  в тигль через отверсти  7 и 36 и замен ема  крышка 31 съемно устанавливаетс  на крышке 3 кожуха с помощью уплотнени  37 и закрывает отверстие 7. Кожух вакуукируетс  через трубопровод 13 по существу до полного удалени  воздуха и включаетс  индуктор 6 дл  расплавлени  слитка , Когда расплав достигает нужной температуры, инертный газ до нужного давлени  подаетс  в кожух через трубопровод 13, крышка 9 устанавливаетс  на. место с использова- нием установочного стержн  (не показан ) , а сменна  крышка удал етс . Так как крышка 3 устанавливаетс  на периферии и закрывает удал емую верхнюю крышку 3 кожуха 2, крышка 3 не подвергаетс  действию перепада давлений атмосферы на одной поверх

ноет и и высокого вакуума на другой и как крышка 9 может быть легче и проще в обращении по сравнению с крышкой .

Предлагаема  форма относитс  к высокотемпературному керамическому типу дл  комбинированных деталей. Однако можно использовать другие типы форм, например высокотемпературные формы из формовочного песка дл  одиночных и комбинированных деталей различного размера и формы.

Claims (3)

15 Формула изобр е т е н и  

0

5

1.Способ лить  вакуумным всасыванием в газопроницаемую форму, включающий размещение газопроницаемой формы со сто ком и металлопрово- дом в герметичной камере, подачу металла в тигель с кожухом, заполненным инертным газом, перемещение

и погружение нижнего конца металлопровода в тигель с жидким металлом через отверстие в крышке кожуха, создание вакуума в герметичной каме-, ре дл  заполнени  формы металлом, извлечение , металлопровода из тигл , отличающийс  тем, что с целью упрощени  процесса , повышени  эффективности и сокращени  времени на продувку системы и дополнени  ее инертным газом, между зеркалом жидкого металла в тигле и источником проникновени  воздуха в кожух поддерживают рассто ние, по меньшей мере 20 см в течение всего процесса, кроме заполнени  формы металлом.

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что, с целью заполнени  формы инертным газом, герметичную камеру вакуумируют в процессе перемещени  металлопровода к тиглю.

3.Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что в верхней части сто ка в процессе заполнени  формы металлом создают более глубокий вакуум , чем в герметичной камере.

А. Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что рассто ние между источником проникновени  воздуха в кожух и зеркалом жидкого металла составл ет +5 см.

0

5

0

5

0

5

5. Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью предотвращени  поступлени  воздуха в ко917

жух, давление инертного газа в нем поддерживают выше атмосферного.

6. Способ по п., отличающийс  тем, что используют инертблизкой плотный газ с плотностью, ности аргона,

7v Устройство дл  лить  вакуумным всасыванием в газопроницаемую форму, содержащее герметичную камеру, разме- щенную в ней газопроницаемую форму, сто к, соединенный с полост ми формы и металлопроводом со свободным концом , тигель дл  плавки металла, размещенный в кожухе, имеющем от- верстие в крышке дл  ввода металло- провода, средства дл  создани  вакуума в герметичной камере и кожухе и дл  подачи инертного газа в кожух, средство дл  подъема и опускани  герметичной камеры с формой, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  процесса повышени  эффективности и сокращени  времени дл  продувки системы и заполнени  ее инертным газом, оно снабжено подвижным элементом дл  установлени  и поддержани  заданного рассто ни  межЮ

ду зеркалом металла в тигле и источником проникновени  воздуха в тигле.

8.Устройство по п. 7, о т л и - чающеес  тем, что оно снабжено средством дл  создани  более глубокого вакуума в сто ке по сравнению с герметичной камерой.

9.Устройство по п,7, о т л и - чающеес  тем, что подвижный элемент выполнен в виде гибкого сжимаемого экрана.

i

10.Устройство по п.7, отличающеес  тем, что подвижный элемент выполнен в виде крышки кожуха , телескопически установленной в нем.

11.Устройство по п. 7 отличающеес  тем, что оно снабжено съемнрй крышкой, герметично установленной на кожухе при плавке металла,

Приоритет по пункта м:

07.05.87и 30.03.88 по пп. 1-3; 5г8; 11j

30.03.88по пп. 4, 9, Ю.

/

29 26

П 30

33

if

б ; 5

2

Фиг. 5