Металлическая форма

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК за В 22 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по ДЕлАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3392861/22-02 (22) 04.02.82 (46) 23.05.83. Бюл. № 19. (72) И. И. Карбовский, В. А. -Крючатов, Е. Е. Микотин, И. Х. Тарасов, Ю. Б. Юрченко и В. Н. Янченко (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (53) 621.746.043 (088.8) (56) 1. Патент ПНР № 75622, кл. 31 b 9/12, 1975.

2. Авторское свидетельство ЧССР № 159118, кл. 31 b, 1722, 1975.

3. Патент ПНР № 87922, кл. В 22 D 15/00, 1979.

„„SU„„1018789 А (54) (57 1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ФОРМА, содержащая полость охлаждения, в которой размещен легкоплавкий материал, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования теплового режима, она снабжена размещенным в полости охлаждения теплоизолирующим корпусом и установленным в нем поршнем, разделяющим полость охлаждения на две части и выполненчым с . отверстиями, соединяющими обе части полости охлаждения.

2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что поршень выполнен с полостью, заполненной теплоизолирующим материалом.

1018789

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью в металлические литейные формы.

При литье в постоянные формы для обеспечения стабильности процесса и высокого качества отливок температуру формы необходимо поддерживать в оптимальном интервале. Во время формирования отливки форма получает большое количество тепла и перегревается. Для обеспечения нормальных условий процесса формирования необходим интенсивный отвод тепла от формы, что обеспечивают, как правило, принудительным охлаждением последней. После извлечения отливки, во время обслуживания формы, она успевает охладиться до температуры ниже оптимальной. Возникает необходимость в подогреве формы.

Известна металлическая форма, в которой в качестве теплоносителя и аккумулятора тепла применяются металлы с низкой температурой плавления, а теплоноситель обогревается электрическим спиральными нагревателями f l) .

Однако эта форма не экономична из-за больших затрат энергии на нагрев теплоносителя. Кроме того, трудно регулируется температура металлической формы.

Известна также металлическая форма, в которой для выравнивания температуры между рабочей поверхностью и телом формы используют силуминовые вкладыши. После заливки жидкого металла вкладыши расплавляются, обеспечивая постоянную температуру формы за счет поглошения тепла на скрытую теплоту плавления. При охлаждении формы температура рабочей поверхности не снижается до. начала затвердевания силумина, обеспечивается выравнивание температуры во время рабочих циклов (2).

Недостатком конструкции являетея невозможность регулирования температуры, что приводит к ухудшению качества отливок.

Наиболее близкой к изобретению является металлическая форма, содержащая размещенный в полости охлаждения легкоплавкий сплав, являющийся тепловым аккумулятором (3) .

Недостатком терморегулирования в такой форме является отсутствие возможности регулирования количества легкоплавкого вещества, необходимого для поддержания оптимального теплового режима.

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования теплового режима.

Эта цель достигается тем, что металлическая форма, содержащая полость охлаждения, в которой размещен легкоплавкий материал, снабжена размешенным в полости охлаждения теплоизолируюшим корпусом с установленным в нем поршнем, разделяющим полость охлаждения на две части и выполненным .с отверстиями соединяющими обе части полости охлаждения.

Кроме того, поршень выполнен с полостью, заполненной теплоизолирующим материалом.

На чертеже изображена металлическая форма.

Металлическая форма состоит из полуформы 1 с формообразующей полостью 2.

В теле полуформы 1 выполнена замкнутая герметичная полость 3 охлаждения, заполненная теплоаккумулирующим веществом.

В полость 3 встроены охлаждающий теплообменник 4, по которому циркулирует вода, и электрический трубчатый на греватель 5.

С тыльной стороны полость закрыта крышкой 6. В полость 3 встроен теплоизолируюший корпус 7, на внешней образующей поверхности которого выполнена выемка 8. Эта выемка препятствует передаче тепла от тела формы в полость 3. Внутри теплоизолируюшего корпуса 7 подвижно установлен поршень 9. Поршень 9 выполнен из двух дисков 10, соединенных трубками 11. Между дисками 10 содержится теплоизолирующая засыпка 12, через щиток поршня осуществляется подвод воды к теплообменнику 4 и электроэнергии к нагревателю 5 (не показано).

Металлическая форма работает следующим образом.

После заливки жидкого металла в формообразующую полость 2 происходит кристаллизация отливки. Тепло, выделяемое при этом отливкой, воспринимается формой и через ее формообразующую стенку 13 передается в полость 3, заполненную аккумулирующим веществом, которое, поглощая это тепло, плавится. В качестве аккумулирующего вешества применяется сплав свинца (60%) с оловом (40%), температура плавления которого составляет 245 С. После извлечения отливки из формы начинается остывание формы. При этом аккумулирующеее вещество кристализируется, отдавая тепло форме. Таким образом, поддерживается оптимальный тепловой режим.

Массу аккумулирующего вещества, принимающего участие в теплообмене, устанавливают экспериментально, для чего расплавляют аккумулирующее вещество в обеих частях теплоизолирующего корпуса 7 и перемещают поршень 9, добиваясь такого его положения, при котором масса аккумулирующего вещества, участвующая в теплообмене, полностью расплавится и закристаллизируется в течение одного цикла заливки.

Та же часть аккумулирующего вешества которая находится за поршнем, остается в твердом состоянии и практически не принимает участия в теплообмене, так как передача тепла через теплоизолирующий поршень

9 и корпус 7 затруднена.. -.10-1 8789

1Î

Составитель В. Яскевич

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 3599/1! Тираж 8i3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Н 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Если факторы, приводящие к дестабилизации процесса, становятся столь значительными, что аккумулирующих свойств вещества, заполняющего полость 3, окажется недостаточно для восстановления оптимальной 5 температуры формы, то дополнительно включают нагреватель 5 или водоохлаждаемый теплообменник 4. Нагреватель 5 и водоохлаждаемый теплообменник 4 расположены со стороны, противоположной формообразующей полости формы. Такое расположение дополнительных источников тепла и холода позволяет полностью использовать аккумулирующие свойства вещества, находящегося в полости 3, так как включение электрического нагревателя 5 или водоохлаждаемого теплообменника 4 производится после полного перехода аккумулирующего вещества из одного агрегатного состояния в другое (например, от датчика, расположенного рядом с нагревателем 5 и водоохлаждаемым теплообменником 4). Процесс дополнитель- ного нагрева и охлаждения, а также перемещения поршня, может быть полностью автоматизирован с помощью известными устройств автоматики.

Изобретение повышает качество отливок за счет стабилизации процесса и улучшает условия труда в литейном цехе благодаря меньшему тепловыделению формы, а также повышает экономичность процесса за счет снижения непроизводительных затрат энергии на нагрев и охлаждение формы.

Экономическая эффективность составляет 5 тыс. руб. в год.