SU607644A1 - Способ центробежного лить - Google Patents

Description

(54) спсхюБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО лить 

еще тем, что в этом процессе стру  задмсгс  и, как правило, истечение металла протекает небольшой струей. Но даже при отливке чугунов этими способами наблюдаютс   еслитимы по форме навивки металла с внешней поверхности отливки и корольки, так как металл при падении струи разбрызгиваетс  и не свариваетс  с телом отливки.

Известеи способ заливки с использованием предварительной камеры (4.

.Заливаемый металл поступает в предварительную камеру, приобретает в ней окружную скорость, близкую F окружной скорости формы, и через радиальные отверсти  в стержне заполн ет рабочую часть формы.

Недостатки этого способа заливки: наличие предварительной камеры св зано с непроизводительным использованием формы; сложность устройства самой камеры, дополнительные трудозатраты по очистке отливки от стержн , раздел ющего форму и камеру, по отбивке и зачистке камерной части металла от отливки.

Заполнение рабочей полости формы стру ми металла, поступающими через радиальные отверсти  в стержне из предварительной камеры , предопредел ет, с одной стороны, засорение формы из-за размыва стержн , а, с другой стороны, рас-кжание жидкого металла отдельными стру ми в первоначальный момент вызывает повышенное окисление металлаи ускоренную кристаллизацию, в силу чего данный способ применим дл  отлива массивных, позвол ющих растворить первоначально закристаллизовавшиес  слои металла в теле отливки при последующем заполнении формы, причем это применимо только д,п  сплавов с малой склонностью к окислению и пленообразованию, так как в противном случае будет повышенное насыщение металла отливки окислами, а также образование неслитин.

Известен центробежный способ ОТЛКРКИ цилиндрических деталей с применением подвижного упора, снабженного хвостовиком {5|.

Данный способ позвол ет получать отливки различной длины без смены изложницы. Однако при заполнении металлом, формы в начальный период ,аливки, когда падающа  стру  соудар етс  с поверхностью, образуютс  брызги , которые разлетаютс  по форме и кристаллизуютс , в результате чего образуютс  литейные дефекты, так называемые корольки. В начальный период залиЬки поступающий металл под действием центробежных сил растекаетс  тонким слоем по поверхности формы одновременно как по диаметру, так и в продольном направлении, причем не сплошным потоком , а отдельными ручь ми, распредел ющимис  винтообразно по поверхности формы, окисл  сь и охлажда сь. Если скорость заливки небольша , а толщина стенки отливки незначительна , то первые слои металла кристаллизуютс  прежде, чем раствор ютс  в поступающем в форму жидком металле, а результате образуютс  на поверхности отливки дефекты (спаи, неслитйны, окнсные плены).

Эти усиливаютс  при литье снлавов , склонных к окислению и пленообразованию

И во всех случа х, когда провод тс  первые три отливки на холодный корпус изложницы в начале смены. Дефекты настолько значительны, что в производстве даже планируют первые две отливки в технологический брак.

Известна центробежна  литейна  форма, позвол юща  получать отливки с различными диаметрами в одной форме б. Однако така  форма включает целую систему вставок, уменьшающих полезную полость формы и увелнчивающих общую массу формы, отрицательно сказывающихс  на работе формы в динамическом режиме, при этом дл  процесса вращени  требуетс  приводной механизм увеличенной мощности .

Известен способ заливки центробежной фор5 мы, снабженной поршнем, включнюнхнй подачу жидкого металла в полость формы н одновременное перемещение формы относительно порш н  на всю длину полости формы, обеспечивающее образование стенок отливки требуемой толщины 7,

Данный способ позвол ет регулировать кинетику движени  (растекани ) жидкого расплава по поверхности формы и этим самым получать отливки повышенного качества. Однако этот способ обеспечивает получение за однн

5 цикл сборки формы и последующей заливки жидким металлом только один типоразмер отливки н не дает возможности изготовл ть несколько типоразмеров отливок, отличающихс  друг от друга различной величиной внутренних диаметров.

Цель изобретени  - получить отливки различных типоразмеров и из разных материалов за один цикл.

Это достигаетс  тем, что в процессе относительного продольного перемещени  формы и поршн  и заливки металла в полость формы провод т периодические остановки продольного перемещени  формы н поршн , прекращение по дачи жидкого металла в полость формы Н выдержку залитой порции жидкого металла до его затвердевани  (кристаллизации) с последующим сообщением форме и поршню продольного движени  относительно друг друга н одновременным возобновлением подачи жидкого металла в полость формы, образовавшейс  между затвердевшей отливкой н подвижным поршнем.

S

На фиг. 1 приведен продольно-осевой разрез центробежной формы с горизонтальной осью вращени , первоначальный момент нодачи жидкого металла в-Нолость формы в процессе нзготовленн  первой отлнвки;

0 на фиг. 2 - то же, конечный момент заливки в процессе изготовлени  первой отлнвки; на фнг. 3 - то же, момент зафиксировавший стадню затвердевшего {закристаллизовавшегос ) металла первой отлнвки; на фнг. 4 - то же, первоначальный момент нодачн жидкого металла в

5 нолость формы в процессе изготовлени  второй отлнвки; на фиг. 5 -то же, конечный момент заливки в процессе изготовлени  второй отливки; на фнг. 6 -то же, момент, зафиксировавшим стадию затвердевшего (закрнсталлизовавшегос ) металла вtopoй отливки.

После закреплени  крышки i на корпусе изложницы 2 устанавливают поршень-толкатель 3 со штоком 4 так, чтобы между крышкой 1 и поршнем-толкателем 3 образовалась камера 5 длиной Ь Затем к форме подвод т заливочный желоб 6, привод т центробежную форму во вращение с заданной угловой скоростью и заливают жидкий металл. В первоначальный момент заливки жидкого металла поршень-толкатель 3 со штоком 4 совместно с изложницей 2 наход тс  во вра щательном состо нии, однако при этом поршень-толкатель 3 со цтоком 4 застопорены и не перемещаютс  в продольно-осевом направлении формы.

При падении струи жидкого металла из заливочного желоба 6 на поверхность корпуса изложницы 2 в первоначальный момент залив.ки образуютс  брызги, которые разлетаютс  по форме, окисл ютс  и кристаллизуютс . Если центробежна  форма небольша  (как по диаметру , так и по длине) что предопредел етс  величиной отливки, хорошо разогрета перед заливкой и подача металла в форму достаточно ускоренна , т. е, когда выдержаны все заданные технологические параметры, то наращение сло  жидкого металла по всей поверхности формы будет достаточным, чтобы растворить в себе закристаллизовавшиес  брызги и получить качественную отливку. Но если форма имеет большие размеры как по диаметру, так и по длине, или нарушены технологические параметры, например недостаточный разогрев изложницы перед заливкой и медленна  заливка , то наращение сло  жидкого металла по всей поверхности формы будет замедленным, жидкий металл переохладитс  больше нормы и не сможет растворить закристаллизовавшиес  брызги (кусочки металла), которые внедр ютс  в отливку как инородное тело, образу  дефекты (корольки). Кроме того, в этом случае в результате взаимодействи  металла с окисленными корольками образуютс  побочные дефекты , например газовые раковины, а также иёслитины, спаи из-за того, что металл тонкими стру ми винтообразно наматываетс  иа коепус изложницы (формы).

Жидкий металл попадает в первоначальный момент заливки в узкую камеру 5. Хот  и в этом случае образуютс  брызги, но они не разлетаютс  по всей поверхности формы, а распредел ютс  на поверхности корпуса изложницы 2 в камере 5 длиной ограниченной крыш кой 1 и поршнем-толкателем 3. Поступающий жидкий металл также не растекаетс  по всей поверхности формы, а концентрируетс  только в узкой камере 5, в результате происходит ускоренное наращение толщины сло  Si жидкого металла на поверхностикорпуса изложницы 2. По этой причине уменьшаетс  врем  от момента образовани  кристаллизующихс  брызг металла до их контакта со слоем Si х идкого металла . Переохлаждение кристаллнзуюшихсп брызг уменьшае тс , растворение в слое Si жидкого металла увеличиваетс  настолько, что уже на этой стадии предотв|)ащзетс  образование литейных дефектов (корольков).

В дальнейшем, когда слой Si жилко() металла достигнет толщины, ПрнбЛИЗНТОЛЬИП i;iBной толщине стенки отливки, постсг С И1о удлин ют камеру 5 путем отвода К)р ин -толкател 

3с помощью присоединенFioro к нему штока 4. Скорость заливки жидкого металла н скорость перемещени  поршн -толкател  Зарегулируют так, чтобы поддерживать определенную толщину сло  жидкого металла на поверхности изложницы 2 .на всей длине Ki (см. фиг. 1 и 2). На этой стадии заливки также образу0 ютс  брызги, однако они сразу попадают в слой жидкого 1еталла и раствор ютс  в , при этом литейные дефекты не образуютс .

Перемещение поршн -толкател  3 вдоль изложницы 2 обеспечивает благопри тные усло5 ви  дл  запол 1ени  поверхности формы жидким металлом, так как в этом случае происходит перемещение сло  Si вдоль формы одновременно по всей форме в виде кольца толщиной Si, чем обеспечиваетс  получение высокого качества внешней поверхности отливки без

0 таких дефектов, как спаи, неслитины и др. Заливочное пространство можно удлинить (от 8 до li) не только путем перемещени  поршн 

4относительно корпуса изложницы 2, но и путем перемещени  изложницы-2 относитель5 но неподвижного поршн -толкател  3, а также путем взаимного одновременного перемещени  поршн -толкател  3 и изложницы 2 относительно друг друга. При достижении заливочным пространством формы заданной длины пере.мещение поршн -толкател  3 прекращают, при-,

0 останавливают подачу жидкого расплава при достижении заданных параметров, необходимых дл  изготовлени  соответствующей центробежной отливкй, и в этом положении вращают центробежную форму до момента затвердевани  (кристаллизации) жидкого металла и i.oлучени  первой отливки 7, имеющей внутренний диаметр di и длину fi (см. фиг. 2 и 3).

Процесс получени  второй отливки осуществл етс  аналогично описанному выше. Дл  этого поршень-толкатель 3 отвод т от отливки 7 н в образованную полость между первой отливкой и поршнем-толкателем 3 подают жидкий металл. После получени  сло  жидкого металла толщиной Sj порщень-толкатель 3 перемещают вдоль корпуса изложницы 2 в крайнее правое положение (до упора в торец

Claims (7)

1. 5 корпуса изложницы 2) на величину Ег (см. фиг. 4 и 5). В этом положении подачу жидкого металла прекращают, продолжа  вращать центробежную форму до момента затвердевани  (кристаллизации) залитого жидкого металла, в результате чего образуете втора  отливка. 8, имеюща  внутренний диаметр dj   длину л (см. фиг. 5 и 6). Таким образом, предложенным способом в одной центробежной форме гюлучены две отливки 7 и 8, отличающиес  внутренними диаметрами di в di, длинами li и §2 (внутренний диаметр отливки 7  еньше вн треннего диаметра d отливки 8. а длнна J i больше длины Ег. - Процесс выбивки отливок 7 и с из центробежной формы осуществл етс  следующим обi р-азом. С гвод т I и поршень-толкатель 3 удал ет отливки из формы на специальное приемное устройство (не показано). Предлагаемый способ позвол ет получать одновременно в одной форме больпюе количество отливок с последовательно увеличиваюН1 ,имис  внутренними диаметрами. Описываемый способ позвол ет получать отливки с высококачественной внешней поверхностью , изготовл ть в одной центробежной форме одновременно без переналадки в ходе одного цикла заливки-выбивки несколько отливок, отличающихс  внутренними диаметрами и длинами . Отливки можно получать из различных сплавов, например стальные, чугунные, бронзовые , алюминиевые. Описываемый способ заливки пригоден не только дл  горизонтальных центробежных форм, но.и дл  вертикальных, наклонных и с переменно-подвижной осью вращени  формы. Таким способом можно получать не только металлические отливки, но и издели  из других материалов, например из цемента, горных пород , шлака. Его можно использовать.например, в цементной промышленности приизготовлении труб переменного внутреннего диаметра и длины . Пример. Дл  изготовлени  чугунной втулки длиной 200 мм, внутренним диаметром 200мм, внешним диаметром 280 мм и бронзовой втулки длиной 300 мм, внутренним диаметром 220 мм и внешним диаметром 280 мм используют центробежную форму, имеющую внутренний диаметр 283 мм, длину внутренней полости 556 мм (с учетом поправки на линейную усадку металла и на толщину поршн -толкател  50 мм). Поршень-толкатель сначала устанайливают на рассто нии 00 мм от крышки, вращают форму с угловой скоростью 800 об/мин, заливают жидкий чугун и отодвигают поршеньтолкатель на расстонине 202 мм от крышки, залива  жидкий мугупй таком количестве, чтобы обща  масса его была 42 кг. Затем продолжают вращение в течение 5-8 мин, после чего осуществл ют заливку бронзы в обн1ем количестве 61 кг в промежуток полости формы между чугунной отливкой и поршнем при перемещении поршн -толкател  в правое крайнее положение и после 3--5 мин вращени  формы после окончани  заливки процесс вращени  прекращают и отливки удал ют поршнем-толкателем из центробежной формы. Формула изобретени  Способ центробежного лить , включающий подачу жидкого расплава в полость между торцом врап1аемой формы и порпшем и перемещение поршн  и формы относительно друг друга, отличающийс  тем, что, с целью возможности получени  отливок различны.ч типоразмеров и из разных материалов за один цикл, подачу жидкого расплава осуществл ют порционно, а относительное перемещение поршн  и формы провод т с периодическими остановками дл  полной кристаллизации залитых порций расплава, при этом внутренние диаметры получаемых отливок последовательно увеличиваютс  в течение цикла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.К)дин С. Б. и др. Центробежное литье. М., «Машиностроение, 1972, с. 73-75.
2. 2.Юдин С. Б. и др. Центробежное литье. М., «Ма1пиностроение % с. 8.
3. 3.Юдин С. Б. и др. Центробежное литье, М., «Ма пиностроение.с. 148.
4. 4.Авторское свидетельство N° 84349, кл. В 22 D 3/Ш, 1948.
5. 5.Авторское свидетельство № 83260, кл. В 22 D 13/10, 1948.
6. 6.Авторское свидетельство № 505511,. кл. В 22 D 13/10, 1974.
7. 7.Фогель Г. Центробежна  отливка .из стали и Цветных сплавов. Чкалов, Госпланиздат , 1942, с. 50-51.

   л/г

   У/7///////.

   /