Литниковая система керамической формы для центробежного литья с вертикальной осью вращения

 

ЛИТНЖОВАЯ СИСТЕМА КЕРАМИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ, содержащая круглый центральный стояк, питатели, цилиндрический коллектор и формообразующие полости , отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отливок путем улучшения гидравлических характеристик литниковой системы , круглый центральный стояк выполнен утоненным на 1/3 длинЫг в нижней части, площадь поперечного сечения которой в 2,5-2,8 раза меньше, чем в остальной его части, питатели выполнены с суммарной площадью поперечных сечений в 1,52 ,0 раза больше площади пбперечного сечения утоненной части стояка, а коллектор соединен с центральным стояком и питателями под углом 90°, 35 SD N0 :п

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (21) 3659535/22-02 (22) 09.11.83 (46) 15.06.85. Бюл. Ф 22 (72) В.M. Терехов, Н.П. Жаботинский,Ю.Н. Цопик, В.С. Перевозчиков и Н.M. Малоштан (53) 621.746.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

Ф 1003996, кл, .В 22 D 9/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 850268, кл. В 22 С 9/08, 1979. (54)(57) ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА КЕРАМИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО

ЛИТЬЯ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ, содержащая круглый центральный стояк, питатели, цилиндрический

4(S1) В 22 С 9/08 В 22 D !3 10 коллектор и формообразующие полости, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отливок путем улучшения гидравлических характеристик литниковой системы, круглый центральный стояк выполнен утоненным на 1/3 длинь1 в нижней части, площадь поперечного .сечения которой в 2,5-2,8 раза меньше, чем в остальной его части, питатели выполнены с суммарной площадью поперечных сечений в 1,52,0 раза больше площади поперечного сечения утоненной части стояка, а коллектор соединен с центральным стояком и питателями под углом 90

1161225

Изобретение относится к литейному производству и препназначено для получения на центробежных машинах отливок по выплавляемым моделям.

Цель изобретения — повышение качества отливок путем улучшения гидравлических характеристик литниковой системы за счет подпитки жидким металлом тонких частей от- . ливки в процессе затвердевания и плавного заполнения всей литниковой системы жидким металлом.

Уменьшение площади поперечного сечения стояка при его входе в кольцевой коллектор в 2,5 раза по сравнению с площадью поперечного сечения остальной части стояка позволяет увеличить скорость потока металла на воздухе из стояка в среднем в 2 раза.

В соответствии с гидравлическим уравнением неразрывности потока жидкости в условиях изменения поперечного сечения потока известно, что средняя скорость потока обратно пропорциональна площади живых сечений потока, т.е. I

V Wp

2 где V скорость потока металла в цилиндр иче c K ой ч ас ти с тоя— ка, имеющего большее сечение; скорость потока металла в цилиндрической части стояка, имеющего меньшее сечение; площадь поперечного сечения потока металла в части стояка, имеющего большее сечение; площадь поперечного сече-. ния потока металла в части стояка, имеющего меньшее сечение.

Если отношение (2,5ь то в этих

И7р условиях в литниковой системе при

1 наличии значительного гидравлического сопротивления тонкие части отливки в формообразующих полостях не заливаются или не спаиваются тонкие кромки отливки.

Если отношение — p2,8, то скосд ь рость потока металла на выходе иэ стояка увеличивается в 3 раза по сравнению с потоком металла в стояке постоянной циклической формы.

При этом сила давления металла на стенку А зависит от скорости истечения металла в соответствии с

S уравнением

P = 2W 3 r огде P — сула давления металла на стенку;

W — площадь живого сечения струи

P. металла на выходе из стояка;

V — скорость .истечения металла

15 из стояка, Из уравнения видно, что сила давления металла на керамическую стенку формы зависит от скорости истечения металла.

20 Сила давления струи жидкого металла в ряде случаев (при использовании кварцевых, дистенсилиманитовых керамических форм) приводит к возникновению трещин в керамичес25 кой оболочке формы, а также возникновению турбулизованного потока металла в литниковой системе, что способствует образованию брака от-. ливок по неспаям и королькам, т.е.

gg включениям затвердевших капель металла в теле отливки, что является окончательным браком для ответственных отливок из жаропрочных и других сплавов.

Площадь поперечного сечения пи35 тателей выбрана в 1,5-2,0 раза больше площади поперечного сечения утоненной части стояка.

Увеличение площади питателей в I 5-2 раза по сравнению с площадью поперечного сечения стояка позволяет уменьшить коэффициент местного гидравлического сопротивления и таким образом снизить потери напора металла в литниковой системе при повороте потока жидкого металла на 180 при входе в формообразующие полости керамической формы.

Если площадь питателей больше площади поперечного сечения стояка менее чем в 1,5 раза, при за,ливке металла произойдет некачественное заполнение формообразующих полостей с образованием .отливок с незалитыми сечениями.

Если площадь питателей будет более,чем в 2,0 раза превышать!

161225

Составитель B. Тарасов

Редактор О. Колесникова Техред C.Ëåãåçà

Корректор С. Шекмар

Заказ 3888/15 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 площадь сечения стояка, то увеличится расход металла на литниковую систему за счет увеличенных сечений питателей.

Пример. На чертеже дана схема литниковой системы для литья отливок по выплавляемым моделям на центробежных машинах. Схема содержит полость 1 для сбора воздуха, пРедставляющую собой цилиндр диаметром 80 мм и высотой 8 мм, которая соединяется с цилиндрическим кольцом 2 (диаметр наружный

75 мм, диаметр внутренний 40 мм и высота 18 мм) с помощью воздуховодных каналов 3, расположенных по периметру полости 1 к кольцу 2.

Площадь поперечного сечения питателей 4 в 1,8 раза больше площади поперечного сечения стояка 5. Утоненная часть стояка соединена с цилиндрическим коллектором 6, который через питатели 7 соединен с формообразующими полостями 8 керамической формы 9. Количество отли— вок в керамической форме 9. Вес одного залитого блока 1,2 кг. Металл, заливаемый в форму — хромоникелевый сплав. Керамическая форма 8 с толщиной стенки 3,5 мм устанавливается в металлический ста— кан и заливается скрепляющим раствором с наполнителем, плоскость полости 1 обрабатывается для ее выравнивания и качественного прилегания к чаше, стакан с керамической формой устанавливается на центробежную машину и поджимается пружиной к плоскости огнеупорной чаши таким образом, что ось канала чаши совпадает с осью стояка 5. После установки формы на машине включается привод и по достижении на валу машины 240-.260 об/мин в приемную

5 огнеупорную чашу заливается жидкий металл в количестве 9,6210,0 кг с температурой заливки

1520 10 С, который под действием центробежных сил поступает по ка10 налу диаметром 10 мм в стояк 5.

Поток металла, ударяясь в стенку коллектора 6, растекаясь, делает а поворот на 180 С и поступает в формообразующие полости формы, вытес15 няет воздух из центрального кольца 2 через воздуховодные каналы 3 в полость 1 для сбора воздуха .

Порция металла рассчитана таким образом, чтобы заполнить цилиндрическое кольцо 2, которое после заполнения металлом служит прибылью для залитых отливок. Время заливки

3-5 с.

После заливки.и очистки опытные

25 отливки осматривают, делают рентген и люм-контроль и сравнивают с серийными отливками. Результаты показывают, что наибольшее снижение брака достигается при соотношении площадей сечения стояка 2,5-2,8 и отношении площади питателей к площади сечения утоненной части стояка 1,5-2,0.

Применение предлагаемой литнико35 вой системы для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах обеспечивает высокое качество отливок из жаропрочных сплавов и высоколегированных марок сталей со сложной конфигурацией.