SU757250A1 - Устройство для получения отливок 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству и может использоваться для получения плотных и точных отливок в керамических формах по выплавляемым моделям, изготавливаемых преимущественно методом центробежного литья.

Известно устройство для получения отливок в формах по выплавляемым моделям, в котором огнеупорную оболочку устанавливают внутрь опоки с нагретой наполнитрльной формовочной смесью [1]. Нагрев керамической формы происходит за счет предварительного нагрева наполнителя и затем формовки оболочки нагретым наполнителем в нагревательной печи.

Однако такое устройство имеет низкий КПД тепловой энергии нагревателя и нуждается в больших производственных площадях.

Известно также устройство, в котором используется наружный рефлекторный обогреватель для создания направленного фронта затвердевания [2].

При использовании такого устройства обогрев оболочки производится наружным обогревателем, что препятствует использованию форм с наполнительной формовочной

2

смесью, имеется низкий КПД наружных нагревателей и сложность конструкции для создания направленного затвердевания.

Наиболее близкой по техническому существу и достигаемому результату к изоб₅ ретению является устройство для получения отливок в керамических формах по выплавляемым отливкам, которое содержит опоку с заформованной в ней керамической формой, расположенный неподвижно вокруг формы нагреватель, и охладительное устройЮ ство, обеспечивающее направленность затвердевания залитого в форму металла [3].

В этом устройстве энергия нагревателя расходуется не только на нагрев оболочки, но и на нагрев накопителя, что приводит к

₁₅ увеличению продолжительности нагрева формы и увеличению расхода энергии. Кроме того, огнеупорная оболочка прогревается во всех участках до одинаковой температуры, что препятствует направленности затвердевания металла в форме, а для создания

20 направленности затвердевания необходимо

использовать дополнительные охладительные устройства, расположенные вне формы.

Цель изобретения — сокращение продолжительности нагрева форм и создание на757250

3

правленного затвердевания кристаллизующегося металла в устройстве для получения отливок, содержащем опоку с огнеупорным наполнителем и установленную внутри опоки керамическую форму, изготовленную по выплавляемым моделям, нагреватель размещен во внутренней полости керамической формы, выполнен в виде электропроводной трубы с коаксиально установленным в ней электропроводным стержнем и имеет возможность перемещения относительно оси симметрии керамической формы.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, разрез.

Устройство целесообразно использовать для деталей, в которых требуется обеспечить направленность затвердевания в направлении, перпендикулярном к оси детали, например,рабочих колес, представляющих собой диск с лопатками на его образующей, а также деталей в виде трубы с фасонной наружной поверхностью.

Устройство состоит из опоки 1, огнеупорной керамической формы 2 и установленного в ее рабочей полости нагревателя 3. Последний выполнен в виде электропроводной трубы 4 с коаксиально установленным в ней электропроводным стержнем 5. Керамическан форма 2 изготовлена по выплавляемым моделям и заформована огнеупорным наполнителем 6.

При расположении нагревателя 3 внутри керамической формы 2 на нагрев керамической оболочки формы 2 затрачивается наибольшая часть тепловой энергии нагревателя, наполнительная смесь нагревается в меньшей степени-. Например при температуре оболочки 900°С, наполнительная смесь на расстоянии 30 мм от оболочки прогревается всего до 200°С. Такой характер нагрева формы позволяет в 2—3 раза сократить его продолжительность и расход энергии на нагрев. Кроме того, возникающий перепад температур между участками формы, расположенными на различном расстоянии от нагревателя, позволяет создать направленность затвердевания кристаллизующейся отливки. Созданию направленности затвердевания способствует также теплообмен между нагревателем и затвердевающим металлом. Нагреватель 4 выполнен подвижным вдоль оси формы 2 и его перемещение происходит направляющей втулкой 7 из теплоизоляционного материала. Это еще более усиливает направленность затвердевания отливки и и способствует повышению качества получаемых отливок.

Передвижение нагревателя относительно оси симметрии формы 2 осуществляют или до заливки металла, или во время затвердевания металла.

В первом случае используют эффект перепада температур в форме, так как близко расположенные к нагревателю участки формы прогреваются до более высоких темпе4

ратур и на большую глубину, чем периферийные участки.

Температура на участках керамической оболочки формы 2 в непосредственной близости к нагревателю 3 достигает 900—950°С, в то время как на периферийных участках превышает 400°С.

Изложенные характеристики формы позволяют создать благоприятные возможности для направленности затвердевания, а нагретую таким образом форму можно использовать, например при центробежной заливке.

Усиление направленности затвердевания обеспечивается извлечением нагревателя при затвердевании металла. В этом случае скорость движения нагревателя 3 должна быть согласована со скоростью продвижения фронта затвердевания.

Нагреватель 3 может быть оставлен в теле отливки, если осуществляется способ усиления направленности затвердевания, заключающийся в постоянном снижении мощности, подаваемой на нагреватель в период затаердевания. При этом темп снижения мощности согласуют со скоростью продвижения фронта затвердевания и последние порции жидкого металла затвердевают в месте контакта с нагревателем.

Устройство работает следующим образом.

При нагреве формы под заливку участки огнеупорной оболочки формы 2 и наполнителя 6, расположенные вблизи нагревателя 3, прогреваются до более высокой температуры, чем участки, расположенные ближе к опоке. Получающийся перепад температур обеспечивает направленность затвердевания залитого в рабочую полость формы металла, а теплообмен между нагревателем 3 и кристаллизующимся металлом еще более усиливает этот эффект.

Предлагаемое устройство позволит снизить затраты энергии на нагрев формы, сократить брак литья на 5—10% за счет создания направленного затвердевания, а также увеличить срок эксплуатации опок, так как они не подвергаются продолжительному действию высоких температур.

Claims (1)

1. Формула изобретрния

   Устройство для получения отливок, преимущественно турбинных колес или труб с фасонной наружной поверхностью в керамической форме по выплавляемым моделям, содержащее опоку с огнеупорным наполнителем, нагреватель и установленную внутри опоки керамическую форму, отличающееся тем, что, с целью сокращения продолжительности нагрева и создания направленности затвердевания металла, нагреватель размещен во внутренней полости керамической формы, выполнен в виде электропроводной трубы с коаксиально установлен757250

   ным в ней электропроводным стержнем и имеет возможность перемещения относительно оси симметрии керамической формы.