Устройство для направленной кристаллизации отливок

 

УСТЮЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ОТЛИВОК, содержащее проходную камеру с контролируемой атмосферой и электронодогревом, имеющую кристаллизационную и охладительную ветви, приемный и разгрузочный отсеки, контейнеры с литейными формами, щаговый толкатель , узлы расплавления и охлаждения, расположенные со стороны дншца контейнеров, отличающееся тем, что, с целью повышения качества и 11роизво;щгельности процесса литья деталей из цветных металлов и сплавов, приемный отсек выполнен с отверстием в своде для дозированной заливки металла в литейную форму, днище проходной камеры в кристаллизавдонной и охладительной ветви выполнено из двух половин в виде и-образных направляющих с продольными пазами, наклоненнымн под регулируемым углом друг к другу с образованием в области с их сопряжения ванны для хладагента. (Л Од со to ел

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(51) В 22 l3 27/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3235822/22-02 (22) 14.01.81 (46) 23.12.83. Бюл. й0 47 (72) П. И. Вершинин, А. И. Гриднев, Н. И. Малов, Ю. Н. Бакрин и А. Г. Телюк (53) 621.746.58 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1(147264, кл. В 22 D 27/04, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

У 560698. кл. В 22 D 27/04, 1975, 3. Авторское свидетельство СССР

У 172967, кл. В 22 0 27/04, 1965. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ОТЛИВОК, содержащее проходную камеру с контролируемой атмосферой и электроподогревом, имеющую кристаллизационную и охладительную ветви, приемный н разгрузочный отсеки, контейнеры с литейными формами, шаговый толкатель, узлы расплавления и охлаждения, расположенные со стороны днища контейнеров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности процесса литья деталей из цветных металлов н сплавов, приемный отсек выполнен с отверстием в своде для дозированной заливки металла в литейную форму, днище проходной камеры в кристаллизационной и охладительной ветви выполнено из двух половин в виде 0-образных направляющих с продольными пазами, наклоненными под регулируемым утлом друг к другу с образованием в области их сопряжения ванны дпя хладагента.

1 1

Изобретение относится к литейному произ водству, в частности к устройствам дпя направленной кристаллизации отливок.

Известны устройства дпя направленной кристаллизации отливок, содержащие форму, обогреваемую кольцевым индуктором и расположенный под ней охлаждаемый поддон, снабженный механизмом вертикального перемещения (13.

Известно также устройство для изготовления слитков направленной кристаллизацией, содержащее форму, обогреваемую нагревателем, расположенным на поплавке и помещенную в емкость с регулируемой подачей в нее хладагента (2).

Недостатком этих устройств является то, что они периодического действия, в силу чего имеют невысокую производительность.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство дпя направленной кристаллизации, содержащее проходную камеру с контролируемой атмосферой и электрообогревом, приемные и разгрузочные отсеки, контейнеры с формами, шаговый толкатель, узлы расплавления и охлаждения металла со стороны днища контейнеров (3). . Недостатком известного устройства является то, что охлаждение отливки осуществляется преимущественно за счет охлаждения через днище контейнера, интенсивность которого ограничена в условиях вакуума значительно, что заранее обуславливает ограниченность производительности процесса, а также большую протяженность технологического процесса во. времени, что влечет за собой существенное удлинение охладительной части рабочего пространства камеры, Для создания направленной текстуры в литом металле необходима стабилизация количества тепла, отводимого с поВерхности фронта раздела фаз, с целью поддержания постоянной скорости кристаллизации отливки снизу вверх, которая в условиях известного устройства не может быть достигнута постоянной.

В известном устройстве мала скорость охлаждения формы ввиду преимущественного радиационного теплообмена, интенсивность которого резко снижается с понижением температуры.

Целью изобретения является повышение качества и производительности процесса литья деталей. из цветных металлов и сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя направленной кристаллизации отливок, содержащем проходную камеру с контролируемой атмосферой и электроподогревом, приемные и разгрузочные отсеки, контейнера с формами, шаговый толкатель, узлы

061925 2

5{)

55 расплавления и охлаждения со стороны днища контейнеров, приемный отсек выполнен с отверстием в своде для дозированной заливки металла в форму, днище камеры в кристаллизационной и охладительной ветви выполнено из двух половин в виде U-образных направляющих с продольными пазами, наклоненными под регулируемым углом друт к другу с образованием в области их сопряжения ванны дпя хладагента, На фиг. il изображено устройство, продольный вертикальный разрез; фиг. 2 — разрез

A — А .на фиг. 1; фиг. 3 — продольный вертикальный разрез приемного отсека устройства.

Устройство состоит иэ камеры 1 с футеровкой 2 и с шиберным затвором 3, нотолочными 4 и вертикальными (боковыми) 5 нагревательными элементами, U-образного днища 6, которое в кристаллиэационной 7 и охладительной 8 зонах, выполнено из двух половин

U-образных направляющих 9, с продольными пазами 10, шарнирно скрепленных в верхней части со стенками ванны 11 и наклоненных под регулируемым углом, который изменяется с помощью регулировочного упора 12.

Ванна снабжена устройством дпя. циркуляции хладагента 13 (фиг. Z). При использовании жидкометаллического хладагента этим устройством может быть индукционный насос, а при использовании расплавленных солей может быть, например, шестеренчатый насос 14. Для регулирования температуры хпадагента по периметру ванны выполнены чередующиеся между собой нагревательные 15 и охладительные

16 каналы, Проталкивание формы осуществлется с помощью толкателей, которые состоят иэ упо4 ров 17, связанных возвратно-поступательной штангой 18, размещенной в нижней части приемного желоба 19 с продольными для упоров разрезами 20, установленного в приемном отсеке 21.

Приемный отсек 21 выполнен с отверстием 22 дпя дозированной заливки металла в форму. В нем также установлены форсунки 23 для передачи инертного газа.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В приемный отсек 21 через форсунки 23 подается инертный газ. Через приемный отсек

21 посредством упоров 17 и штанги 18 контейнеры с формами последовательно проталкиваются в рабочее пространство камеры 1, где они подвергаются до начально заданной температуры.. Форма нагревается под действием нагревателей 4 и 5, заливается через отверстие ипи заливочную воронку 22 проталкивается на кристаллизационную ветвь по иаправляюД-A

Фиг. 2

3 1 щим 9. При погружении формы в гладагент

13 от ее нижнй торцовой поверхности начинается направленная снизу вверх кристаллизация расплава. Контейнеры с формами толкают друг друга ло наклонным направляющим, тем самым все больше погружаясь в хладагент, вследствие чего фронт кристаллизации расплава перемещается снизу вверх. Скорость проталкивания определяется из условия скорости кристаллизации и температуры хладагента. Глубина погружения контейнера в хладагент определяется из условия 0,8 — 095 высоты контейнера. В зависимости от высоты контейнера и длины направляющих 9 кристаллизационной зоны 7 определяется угол наклона направляющих, который изменяется посредством регулировочного упора 12. Необходимая температура хладагента поддерживается за счет поочередного автоматического включения в работу нагревательных 15 и охладительных 16 каналов. Нагревательные каналы 15 могут быть снабжены, например, спиральными нагревательными элементами, а через охладительные каналы 16 может быть, например, циркулировать воздух. Циркуляция хладагента осущест-. вляется, как указывалось выше, насосами, 061925 4 при этом с точки зрения наиболее эффективной омываемости контейнеров хладагентам в направляющих 9 выполнены продольные пазы

10. Для создания оптимальных температурных полей по высоте контейнера и формы вертикальные нагреватели 5 по длине камеры 1 изменяют тепловую мощность по высоте воздействия на контейнер. После окончания процесса кристаллизации контейнеры входят в охладительную зону 8 камеры, в которой отсутствуют нагреватели 4 и 5 и где они охлаждаются до определенной температуры, пос ле чего выходят иэ камеры 1.

Основные технико-зкономиЧеские преимущества предлагаемого устройства.

Несовершенный контактный и радиационный теплообмен при охлаждении заменяется более совершенным жидкостным, более регулируемым в широких пределах; существенно повышена возможность ускорения процесса охлаждения отливок, что сокращает протяженность охладительной ветви устройства и сокращает габариты устройства; повышение регулируемости процесса позволяет существенно повысить качество литого металла.

106!925

78 17

Фиг. Х

Составитель Ю. Яковлев

Редактор А. Шандор Техред И. Метелева Корректор В. Бутяга

Заказ 10113/11 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4