SU999340A1 - Литейна форма - Google Patents

Abstract

1. ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА, содержаща  формообразукнцую полость и устройство дл  подвода газа в виде полой трубки, одним концом размещенной в формообразующей полости, а другим соединенной с источником газа, отличающа с  тем, что, с целью экономии жидкого металла путем придани  усадочной полости требуемой формы и местоположени , на конце трубки, размещенном в формообразующей прлости, расположено полое тело с газонепроницаемыми в расплаве стенками, а со стороны подсоединени  трубки к источнику газа установлен регулируемый дроссель. (Л со QD СО СО 4;

Description

2. Форма по п.1, отличающ а   с   тем, что полое тело выполнено с жесткими стенками и открытым в сторону нижней поверхности формы.

3.Форма по п.2, отличающа  с   тем, что канал трубки

со стороны полого тела снабжен газо проницаемой перегородкой.

4.Форма по пп.2иЗ, отличающа с  тем, что стенки полого тела выполнены одно- или мно гослойными.

5.Форма по п.4, отличающа с  тем, что по крайней мере один слой стенки полого тела выполнен из материала, сохран ющего свок; форму в расплаве.

99340

6.Форма по пп.4и5, отличающа с  тем, что один из слоев полого тела выполнен из огнеупорного материала.

7.Форма по пп.4 и 5, отличающа с  тем, что один из слоев стенки полого тела выполнен из теплоизол ционного материала.

8.Форма попп.4и5, отличающа с  тем, что один из слоев стенки полого тела выполнен из экзотермической смеси.

9.Форма по п.1, отличающа  с   тем, что полое тело выполнено в виде деформируемой замкнутой оболочки.

1

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно, к литейным формам дл  полых изделий. Предлагаемое изобретение может быть использовано при изготовлении массивных отливок с полостью, полых слитков, а также при производстве отливок с прибыл ми .

Известна литейна  форма, содержаща  литейную полость и устройство дл  подвода газа в виде песчаного стержн  с продольным каналом и J

Стержень одним концом закреплен в форме, а другим выходит в литейную полость. Длина стержн  в полости превышает толщину твердой корки металла котора  может образоватьс  на поверхности формы после ее заполнени . По каналу стержн  газ под атмосферным давлением может проникнуть в жидкую область затвердевающего объема, так как в пространстве, ограниченном коркой затвердевшего сплав а, возникает разрежение вследствие уменьшени  объема расплава при охлаждении и затвердевании . Введение газа под атмосферным давлением в жидкую область позвол ет обеспечить питание отливки в том случае, когда уровень питающего расплава ниже уровн  расплава в отпивке .

Однако в указанной литейной форме при изготовлении массивнь х отлийок

разрежение в объеме расплава приводит к деформации стенок отливки под воздействием атмосферного давлени . В результате отливка питает прибьшь и усадочные дефекты возникают в отливке .

Этот недостаток устранен в литейных формах, в которых газ подвод т под регулируемым давлением.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  литейна  форма, котора  содержит формообразующую полость и устройство дл  подвода газа в виде трубки j размещенной одним концом в формообразующей полости, а другим соединенной с источником газа {2,

Пузырьки газа, вводимого в жидкую область объема, всплывают и скапливаютс  вззерху. При этом образуетс  полость в верхней части объема затвердевакидего металла, форма которой определ етс  соотношением между скоростью снижени  уровн  расплава и скоростью распространени  фронта затвердевани . В результате полость приобретает выт нутую сердцевидную форму.

Отсутствие в известной литейной форме возможности удерживать газ в заданном месте объема затвердевающего металла и преп тствовать распространению фронта затвердевани  не поз вол ет получить в отливке полость требуемой формы и расположенную в заданном месте обьема. Возникает необходимость концентрировать усадо ную полость в питающем массиве прибьти , которую после затвердевани отливки удал ют. И дл  прибыли усадочна  полость имеет нерациональную форму. Из-за того, что полость удли нена вниз, лишь небольша  часть объ ма прибыли отдает расплав на питание отливки. Таким образом, необходимость при менени  прибылей дл  получени  отли вок с полостью и низкий КПД прибьти из-за неуправл емости процессом фор мировани  усадочной полости приводи к повышенному расходу жидкого метал ла и снижению выхода годного лить . Целью изобретени   вл етс  экономи  жидкого металла путем придани  усадочной полости требуемой формы и местоположени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в известной литейной форме, имеющей литейную полость и устройство дл  подвода газа в виде полой трубки, одним концом расположенной в литейной форме, а другим соединенной с источником газа, на конце трубки, выход щем в формообразующую полость, расположено полое тело с газонепроницаемыми в расплаве стенками , а со стороны подсоединени  трубки к источнику газа установлен регулируемый дроссель. Канал трубки со стороны полого тела перекрыт газопроницаемой перегородкой , аполое тело выполнено с жесткими стенками и открытым в сторону нижней поверхности формы. Кроме того, цель достигаетс  тем что стенки полого тела выполнены одно- или многослойными. По крайней мере один слой стенки полого тела выполнен из материала, сохран кнцего свою форму в расплаве, а слои стенки полого тела выполнены из огнеупорного, теплоизол ционного материалов и экзотермической смеси. Кроме того, полое тело может быть вьшолнено в виде деформируемой замкнутой оболочки. Применение полого тела в конструк ции устройства дл  подвода газа дает возможность удерживать стенками полого тела газ, вводимый в жидкую область металла, в требуемом месте объема и придавать образующейс  полости форму в соответствии с формой полого тела. В случае выполнени  полого тела с жесткими стенками, многослойные стенки, имекнцие слои из экзотермической и теплоизол ционной смесей, предотвращают захолаживание. металла внутри полого тела и разруше- ние жесткого сло  стенки от теплового и разъедающего воздействи  жидкого металла. Регулируемый дросеель в трубке обеспечивает быстрое вытеснение воздуха из полого тела при заподнении формы металлом и предупреждает захолаживание металла в полом теле от циркул ции газа во врем  введени  его в полость. Газопроницаема  перегородка позвол ет заполнить полое тело металлом и не дает возможность затвердеть ему на входе в канал трубки. Таким образом, в полом теле металл сохран етс  жидким до окончани  процесса затвердевани  всего объема металла в форме, полностью вытесн етс  газом из полого тела и расходуетс  на питание отливки. В результате образуетс  полость с заданными формой и местоположением. В том случае, когда полое тело выполнено в виде замкнутой деформируемой оболочки, заполнение ее металлом не происходит и отпадает надобность в установке в трубке газопроницаемой перегородки и в придании оболочке теплоизолирующих свойств. Захолаживание слоев металла, прилегающих к оболочке за счет циркул ции газа внутри оболочки предупреждаетс  установкой дроссел . Уменьшение объема расплава при формировании отливки компенсируетс  газом, вводимым внутрь оболочки, а металл, вытесн емый оболочкой , идет на питание отливки. Полость образуетс  в заданном месте объема, .а форма ее будет приближать;- с  к шаровой. Давление, под которым газ подают в форму, должно превышать гидростатическое давление расплава над нижним уровнем полого тела и в каждом случае определ етс  экспериментально. Возможность управл ть процессом формировани  полости в объеме затвердевак цего металла в описываемой литейной форме позвол ет получать отливки с полостью, в объем которой

входит объем усадочной раковины, без прибыли. Изменение же формы усадочной раковины в прибыли от удлиненной сердцевидной к компактной, например, цилиндрической или шаровой увеличивает КПД прибыпи. Отказ от прибьши в одном случае и уменьшение ее объема в другом позвол ет экономить жидкий .металл и повышать выход годного лить .

На фиг.1 изображена схематически литейна  форма с устройством дл  подвода газа, имеющим полое тело с жесткими стенками; на фиг.2 - литейна  форма с устройством дл  подвода газа, имеющим полое тело в виде замкнутой деформируемой оболочки.

Литейна  форма, изображенна  на фиг.1, содержит литейную полость 1, устройство дл  подвода газа,состо щее из полой трубки 2 уодним концом расположенной в формообразующей полости 1, а другим закрепленной в форме с помощью фиксатора 3 и соединенной с источником 4 газа через трубопроводы 5 и 6, и воздухораспределитель 7, в кангиае 8 трубки установлен регулируемый дроссель 9, на конце трубки, выход щем в литейную полость , расположено полое тело 10 и газопроницаема  перегородка 11,внешний слой 12 стенки полого тела выполнен , например, из стали, второй слой 13 - из стекловаты, третий слой 14 - из экзотермической смеси.

Работа формы осуществл етс  следующим образом.

Формообразующую полость 1 заполн ют расплавом через сто к 15 и питатель 16. Заполн   полость 1 формы, расплав одновременно входит в полое тело 10, вытесн   из него воздух через канал 8 трубки с максимально открытым дросселем 9, трубопровод 5 и воздухораспределитель 7 в атмос.феру. Соприкосновение расплава с экзотермическим слоем 14 вызывает горение смеси , сопровождающеес  вьщелением тедла , больша  часть которого благодар  наличию теплоизол ционного сло  13 передаетс  расплаву, наход щемус  в полом теле 10, В канал трубки 8 расплав не проникает,так как вход в нее закрыт перегородкой 11, пропускающей воздух и не пропускающей жидкий металл. По .окончании заливки уменьщают сечение дроссел  9 и соедин ют полое тело, с источником 4 газа ,переключив воздухораспределитель 7. Давлени газа превьшает гидростатическое давление столбца расплава от нижнего г,„„

уровн  полого тела 10 до верхней точки отливки, но не вьш1е давлени  столба расплава от нижнего уровн  полого тела до входа в сто к 15, во избежание выброса металла через сто к. Охлаждение расплавленного металла и ег кристаллизаци  вызовут уменьшени  объема, оставшегос  в жидком состо нии металла. Возникающее уменьшение объема расплава в литейной полости тут же восполн етс  газом, поступающим внутрь полого тела 10 и собирающимс  в нем, а вытесн емый расплав обеспечивает питание затвердевающих областей отливки 17. При этом происходит равномерное по сечению полого тела снижение уровн  18 жидкого расплава , а внешние очертани  отливки сохран ютс . К окончанию процесса формировани  отливки фронт затвердевани  подойдет к стенке полого тела сверху, сбоку и к выходу из полого тела. Последние порции жидкого металла на выходе из полого тела застынут в виде слегка вогнутой поверхности 19.

Экспериментально опробовали полое тело с соотношением диаметра к высот равным 1,4-3,0.

Форма, изображенна  на фиг.2, отличаетс  от формы на фиг.1 конструкцией полого тела 10 - оно выполнено в виде замкнутой оболочки, например из стеклоткани, и отсутствием газопроницаемой перегородки.

Работа 4 ормь осуществл етс  следующим обр-азом.

Литейную полость 1 заполн ют расплавом через сто к 15 и питатель 16. Оболочка выталкиваетс  металлом по мере заполнени  формы и занимает вертикальное положение 20. По окончании заливки соедин ют полость оболочки с источником 4 газа, переключив воздухораспределитель 7. Давление газа по предьщущему варианту. Охлаждение расплавленного металла и его кристаллизаци  вызовутуменьшение объема оставшегос  в жидком сос .то нии металла. Возникающее уменьшение объема металла в литейной полости тут же восполн етс  газом, поступающим внутрь оболочки и скапливающимс  в ней. По мере заполнени  оболочки газом, ее складки расправл ют

Claims (9)

1. ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА, содержащая формообразующую полость и устройство для подвода газа в виде полой трубки, одним концом размещенной в формообразующей полости, а другим соединенной с источником газа, отличающаяся тем, что, с целью экономии жидкого металла путем придания усадочной полости требуемой формы и местоположения, на конце трубки, размещенном в формообразующей полости, расположено полое тело с газонепроницаемыми в расплаве стенками, а со стороны подсоединения трубки к источнику газа установлен регулируемый дроссель.

СО СО СО со 4* '

2. Форма по п.1, отличающ а я с я тем, что полое тело выполнено с жесткими стенками и открытым в сторону нижней поверхности формы.

3. Форма по п.2, отличающаяся тем, что канал трубки со стороны полого тела снабжен газопроницаемой перегородкой.

4. Форма по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что стенки полого тела выполнены одно- или многослойными .

5. Форма поп.4, отличающаяся тем, что по крайней мере один слой стенки полого тела выполнен из материала, сохраняющего свои; форму в расплаве.

6. Форма по пп.4 и 5, отличающаяся тем, что один из слоев полого тела выполнен из огнеупорного материала.

7. Форма по пп.4 и 5, отличающаяся тем, что один из слоев стенки полого тела выполнен из теплоизоляционного материала.

8. Форма по пп.4 и 5, отличающаяся тем, что один из слоев стенки полого тела выполнен из экзотермической смеси.

9. Форма поп.1, отличающаяся тем, что полое тело выполнено в виде деформируемой замкнутой оболочки.