Металлическая форма для литья под регулируемым газовым давлением

 

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ФОРМА ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД РЕГУЛИРУЕМЫМ ГАЗОВЫМ ДАВЛЕНИЕМ , содержащая внутреннюю часть, оформляющую отливку, и наружную часть с образованной между ними полостью охлаждения и литникбвое отверстие , отличающаяся тем, что, с целью повьшения качества отливок путем создания направленного затвердевания отливки, полость охлаждения выполнена в виде канала переменного сечения, образованного винтовыми перегородками с переменным шагом , увеличивающимся на 5 - 10% на каждом витке, а сечение внутренней части формы, оформляющей отливку, выполнено переменным с уклоном 6 12° , при этом сечения внутренней ч.асти формы и полости охлаждения выполнены увеличивающимися в направлении к литниковому отверстию. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 (g y ) В 22 D . 18/04 2 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3616147/22-02 (22) 06.07.83 (46) 23.05.85. Бюл. въ 19 (72) С.М. Варьян, А.А. Вильямс, В.Н. Лебедев, Л.А. Положенко и С.Г. Гаспарян (53) 624.74.043.3(088.8) (56) 1. Бедель В.К. и Тимофеев Г.И.

Литье под низким давлением. М., "Машиностроение", 1968, с. 119.

2. Там же, с. 181. (54) (57) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ФОРМА ДЛЯ

ЛИТЬЯ ПОД РЕГУЛИРУЕМЪ|М ГАЗОВЪ|М ДАВЛЕНИЕМ, содержащая внутреннюю часть, оформляющую отливку, и наружную часть с образованной между ними поI

„„Я0„„3 356840 А лостью охлаждения и литникбвое отверстие, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отливок путем создания направленного затвердевания отливки, полость охлаждения выполнена в виде канала переменного сечения, образованного Вин» товыми перегородками с переменным шагом, увеличивающимся на 5 - 10X на каждом витке, а сечение внутренней части формы, оформляющей отливку, выполнено переменным с уклоном 6—

12, при этом сечения внутренней части формы и полости охлаждения выполнены увеличивающимися в направлении к литниковому отверстию.

1156840

Изобретение относится к литейному производству, в частности к конструированию металлических форм для литья под регулируемым газовым давлением, 5

Известны металлические формы для литья под регулируемым газовым давлением цилиндрических отливок. Охлаждение отливок в форме осуществляется путем отвода тепла с поверх- Io ности формы в атмосферу конвекцией jf).

Однако при литье под регулируемым газовым давлением, которое характеризуется нижним подводом металла в форму, такая интенсивность отвода тепла не обеспечивает последовательное затвердевание отливки сверху вниз и питание ее жидкой фазой до полного затвердевания. В результате образуется sOHa рассеянной газоуса- 20 дочной пористости в центральной :части отливки у широкоинтервальных сплавов и концентрированная усадочная раковина у эвтектических сплавов и сплавов с узким интервалом крис- 25 таллизации, Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлическая форма для литья под регулируемым газовым давлением, имеющая полость постоянного сеченич для охлаждения водой, образованную стенками формы и входное литниковое отверстие f2) .

Однако в известной форме скорость

35 охлаждающей жидкости, протекающеи че» рез полости, а следовательно, и интенсивность теплоотдачи от поверхности формы и отливки постоянны и не зависят от высоты формы, что не позволяет создать последовательное затвердевание отливки сверху вниз. Усадочные дефекты, особенно в осевой зоне, полностью устранить не удается.

Целью изобретения является повышение качества отливок путем создания направленного затвердевания отливки.

Поставленная цель достигается тем, что в металлической форме для литья под регулируемым газовым давлением, 50 содержащей внутреннюю часть, оформляющую отливку и наружную часть с образованной между ними полостью охлаждения и литниковое отверстие, полость охлаждения выполнена в виде канала 55 переменного сечения, образованного винтовыми перегородками с переменным шагом, увеличивающимся на 5-1О на каждом витке, а сечение внутренней части формы, оформляющей отливку о выполнено переменным с уклоном 6-12 при этом сечения внутренней части . формы и полости охлаждения выполнены увеличивающимися в направлении к литниковому отверстию.

Увеличение проходного сечения полости охлаждения сверху вниз, а также термического сопротивления внутренней части формы обеспечивают создание направленного и регулируемого по высоте формы температурного поля, что приводит к направленному затвердеванию отливки.

На чертеже приведена предлагаемая металлическая форма для литья под регулируемым газовым давлением цилиндрических заготовок, общий вид в разрезе.

Форма содержит плиту 1 крепления, литниковую втулку 2 с литниковым отверстием 3. Внутренняя, оформляющая отливку, часть 4 формы выполнена с увеличивающимся к низу сечением с уклоном 6 -12 . Между внутренней частью 4 формы и ее наружной частью

5 расположена полость 6 охлаждения.

В верхней плите 7 установлен толкатель 8 с вентиляционными каналами.

Полость 6 охлаждения образована винтовыми перегородками 9 с переменным по высоте на 5- 10 шагом. Патрубки

10 и 11 служат для подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Увеличение шага спирали менее 5 на каждом витке значительно увеличивает гидравлическое сопротивление движению жидкости и требует для получения необходимого эффекта дополнительного увеличения давления жидкости на входе, что технически слож- но и нецелесообразно — для форм литья предлагаемой конструкции предполагается использовать жидкость в магистральной сети, имеющей примерно постоянную величину. Увеличение шага спирали более 10 на каждом витке к существенной разности в интенсивности охлаждения по высоте формы, как показали опыты, не приводит.

Величина уклона. сечения стенки формы 6 — 12 выбирается исходя из

-о того, что уклон менее 6 не обеспечивает требуемой разницы в интенсивности охлаждения верхней и нижней частей стенки формы, а при уклоне более 12 эта разница становится больше доПредлагаемая конструкция водоохлаждаемой формы позволяет обеспечить условия направленного затвердевания и за счет этого исключить брак отли25 вок по усадочным дефектам на 4-6Х, сократить безвозвратные потери дефицитных металлов (Cu, Sn, Ni, Pb и др.) и снизить трудовые и энергетические затраты.

ИНИИПИ Заказ 3238/12 Тираж 747 Подписное

Фнлняа Ппп "Натеки", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 t 1568 пустимой для получения плотной отливки " при этом увеличиваются размеры формы и возрастало время затвердевания нижней части отливки.

Форма работает следующим образом.

Перед заливкой расплава в форму в полость 6 охлаждения по патрубку

10 начинает поступать охлаждающая жидкость> слив жидкости происходит г по патрубку 11. Охлаждающая жидкость 1б в полости 6 циркулируст по каналам, образованным перегородками 9. Под действием перепада газового давления расплав через литниковое отверстие

3 поступает в рабочую полость формы.

Переменные скорость охлаждающей жидкости и толщина сечения внутренней стенки формы обеспечивают направленное затвердевание отливки.

После затвердевания отливки газовое давление сбрасывается, форма раскрывается-и с помощью толкателя

8 отливка извлекается иэ формы, Фор. ма собирается и цикл изготовления отливки повторяется.

Для реализации изобретения изготовлена форма литья для получения отливок диаметром 100 мм и высотой

150 мм.

40 4

Соотношение диаметра отливки н с ° высоты составляет 0,66, уклон .Tt нк1 оформляющей части формы — 7", шаг спирали выполнен с увеличением 107на каждом витке, Форма заливается сплавами Ал2, Ал9, БрОСН1.0-2-3 и

БрАЖ9-4. Пористость при этом во всех отливках отсутствует. При заливке в форму, не имеющую указанных .особенностей (беэ уклонов стенки формы и без спирали), в отливке диаметром

100 мм и высотой 150 мм в осевой зоне наблюдается усадочная порнстость, тем большая, чем шире температурный интервал кристаллизации сплава. Механические свойства образцов, вырезанных из зоны, пораженной усадочной пористостью, не отвечают требованиям ГОСТ на сплавы.