Литниковая система

 

ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА,включакицая стояк, литниковые каналы и реакционную камеру, отличающаяся тем, что, с целью повышения равномерности механических свойств чугуна в отливках, реакционная камера в плане имеет вид равнобедренной трапеции, направленной меньшим основанием к стояку, с отношением оснований и высоты 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< (19) (И): (59 В 22 С 9 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3522754/22-02 (22) 20.12.82 (46.) 15.12.83.Бюл. 9 46 (72) И.В.Хорошко, С.Н.Лехах, Ю.В.Миценко, Е.A.Íîâoñåëîà и В.Ф.Дурандин (71) Белорусский ордена Трудового .Красного Знамени политехнический институт .(53) 621.746.56(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .Р 933186,. кл. В 22 С 9/08, 1981 .

2. Патент ФРГ Р 2518367, ка. С 21.С 1/10, 1972.. .(54)(57) ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА,включаюшая стояк, литниковые каналы и реакционную камеру, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности механических свойств чугуна в отливках, реакционная камера в плане имеет вид равнобедренной трапеции, направленной меньшим основанием к стояку, с отношением оснований и высоты

1!(1,5-2,0):(1,5-2,0), а в вертикальной плоскости — вид прямоугольной трапеции, направленной меньшим основанием к стояку и имеющей между меньшим основанием и боковой стороной угол

105- 1.20" .

1060296

Изобретение относится к литейноглу производству, а именно к литниковым системам для высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и может быть широко использовано в автотракторостроении. Известны литниковые системы для внутриформенного модифицирования чугуна в литейной форме, включающие стояк, реакционную камеру и литниковые каналы(1), 10

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является литниковая система, включающая стояк, литниковые каналы и реакционную камеру в виде параллелепипеда. 15

Известная литниковая система удовлетворительно зарекомендовала себя при массовом производстве машиностроительных отливок металлоемкостью 201 00 к г (2) . 20

Недостатком известной литниковой системы является неполное растворение модификатора. При применении литниковых систем с таким типом. реакционных камер, в углу между плоскос- 25 тью камеры и боковой плоскостью, расположенной со стороны подвода расплава, образуется так называемая "мертвая зона", в которой остается непровзаимодействовавший модификатор. Причем, высота нерастворенного слоя убывает по длине камеры в сторону выходного канала. Аналогичное явление неравномерности растворения модификатора обнаружено и в плане реакционной камеры,т.е.в углах камеры со стороны, прилегающей к входному отверстию.Наличие "мертвых зон" в реакционной камере вызвано нерациональной ее конструкцией с точки зрения гидродинамики. Неполное и неравномерное раство-40 рение модификатора в процессе заливки вызывает неравномерность механических свойств отливок, особенно изготавливаемых в многоместных формах.

На размеры "мертвых зон" существен- 45 ное влияние оказывают такие факторы, как температура заливки и фракционный состав модификатора. Увеличение температуры заливки и фракционного состава модификатора приводит к более быстрому растворению модификатора, и следовательно к некоторому уменьшению "мертвых зон". Однако полностью их устранить не удается изменением указанных технологических параметров.55

Цель изобретения -повышение равно

*мерности механических свойств чугуна в отливках.

Указанная цель достигается тем, что в литниковой системе, включающей 60 стояк, литниковые каналы и реакционную камеру, последняя имеет в плане вид равнобедренной трапеции, направленной меньшим основанием к стояку, с соотношением оснований и высоты

1: (1, 5-2,0): (1, 5-.2,0), а в вертикальной плоскости — вид прямоугольной трапеции, направленной MeHbUHM основанием к .стояку и имеющей между меньшим основанием и боковой стороной угол 1 05-1 20 .

На фиг.1 изображена литниковая система, вид спереди, на фиг.2 — то же, вид в плане.

Стояк 1 соединен с реакционной камерой 2 литниковым каналом 3, а литниковый канал 4 соединяет реакционную камеру с отливкой. Благодаря применению реакционной камеры предлагаемой конструкции, в которой исключается образование "мертвых эон", обеспечивается повышение степеци усвоения модификатора за счет более полного и равномерного его растворения, а также равномерность механических ,свойств по всему сечению отливки.

Пример. Форма и соотношение размеров реакционной камерЫ отрабатываются экспериментально. Для получения сравнительных результатов используется модельная оснастка, позволяющая останавливать процесс модифицирования в произвольный момент времени с последующим изучением реакционной камеры. Изучение реакционных камер проводится по методике, позволяющей определять количества растворившегося и нерастворившегося в,ней.модификатора и равномерность его распределения в отливе. Равномерность распределения модифицирующих элементов (магния и кремния) оценивается путем проведения спектрального анализа в различных сечениях отливок. . Для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом иэ исходного расплава, содержащего, %:

3,6 углерода," 1,7 кремния, 0,55 марганца, 0,04 серы и 0,08 хрома,используют железо-кремний-магниевую лигатуру (7,0Ъ магния) в количестве

1„5Ъ от металлоемкости форМы. Заливка проводится при 1360-1320оC и использованием модификатора фракционного состава 3-8 мм.

В таблице представлены результаты испытаний.

Из полученных результатов видно, что предлагаемая литниковая система обеспечивает полное растворение модификатора, а также более равномерное распределение модифицирующих элементов и механических свойств в отливке.

Отношение размеров реакционной камеры в плане (меньшего основания к большему основанию и высоте) ог-. раничено с одной стороны значениями 1:2,0:2,0,так как при дальнейшем увеличении размеров уменьшается равномерность распределения модифицирующих элементов в отлнвке. При этом, вследствие увеличения площа1060296

Значение углами

Колебания химического состава в различных частях отливки, МдЪ

Соотношение размеров реакционной камеры в плане (a:aâ:с3

Количество нераство-" рившегося модификатора, Ъ

Известная

1:1:1

1320

1:1:1

1360

90

1320

1:1,5:1,5 110

1:1,7:1,7 110

1:2:2

110

1:2;5:2,5 110

0,032-0,051 380-580

Предлагаемая

0,036-0,048 400-530

1:1,5:1,5 110

1:1,7:1,7 110

1360

О, 038-0,042 500-530

1:2:2

110

1:2,5:2,5 110

1:1,7:1,7 120

1320

110

110

105

1360

1:1,7:1,7 120

110

105 ди реакционной камеры и уменьшения ее высоты, первые порции металла перемодифицированы, а последующие— недомодифицированы ввиду нехватки модификатора. С другой стороны имеет место ограничение отношения размеров реакционной камеры в плане значениями 1:1,5:1,5, так как при дальнейшем уменьшении размеров не обеспечивается полное растворение модификатора. В вертикальной плоскости реакционная камера, выполненная в виде прямоугольной трапеции, имеет между меньшим основанием и боковой стороной угол 105-120 так как меньшие значения этого угла

Вид литни- Температура ковой сис- заливки, С о темы приводят к сохранению "мертвых зон" в реакционной камере, а большие — к неравномерному распределению модифицирующих элементов между начальными и конечными порциями расплава чу° гуна.

Оптимальное соотношение размеров реакционной камеры (a:â:c) и угла составляют: при 1с; 1320 С; а. в .с = 1:2:2, угол e .. .= 120 при 1б 1360 С; а;в, с = 1:1,7:1,7, угол с = 110

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составляет

15 .16 тыс. руб. в год.

О, 026- О, 061 280-420

О, 035-0, 065 320-520

0,031-0,058 370-570

0,035-0,047 380-510

0,039-0,042 480-530

О, 027-0,060 340-550

О, 025-0, 061 300-540

0,037-0,043 500-530

0,035-0,047 380-510

0,031-0 053 360-480

0,037-0,045 380-520

0,038-0,042 500-530

0,037-0,046 360-540

1060296

Составитель Е. Ноткин

Редактор Т.ПарФенова Техред C.Ëåãåçà Корректор В. Гирняк

Заказ 9918/9 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4