Способ литья под давлением

 

Изобретение относится к литью под давлением различных материалов. Целью изобретения является повышение физикомеханических свойств отливок. Согласно изобретению заполнение литейной формы 3 расплавом осуществляется под действием Е: разности давлений в тигле 1 с расплавом и в литейной форме. В форме выполнены литейная полость 4 и дополнительные полости 5. При достижении уровня А-А транспортное давление PI меняет свой характер , например, в результате резкого изменения сечения отливки. По сигналу индикатора 8 через преобразователь 9 открывается вентиль 10 и от источника 13 высокого давления подается газ в незаполненные полости 5 и в мультиплицирующий цилиндр 11, при этом в форме устанавливается высокое давление Рз. При движении порщня цилиндра 11 прерывается поток расплава на тигле 1 и осуществляется дозаполнение формы 3 расплавом. После сброса давления отливка охлаждается и извлекается . 2 з.п. ф-лы, 8 ил. 55 (Л /3 00 ОС со со со со Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) BG 34491 (48) 27.06.83 (21) 7773038/22-02 (22) 06.07.83 (31) 57405 (32) 14.07.82 (33) BG (46) 23.04.88. Бюл. № 15 (71) Институт по металознание и технология на металите (BG) (72) Иван Димов Николов (BG) (53) 621.74.043.3 (088.8) (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к литью под давлением различных материалов. Целью изобретения является повышение физикомеханических свойств отливок. Согласно изобретению заполнение литейной формы 3 расплавом осуществляется под действием

„„SU„„1389933 А 1 разности давлений в тигле 1 с расплавом и в литейной форме. В форме выполнены литейная полость 4 и дополнительные полости 5. При достижении уровня А — А транспортное давление Pi меняет свой характер, например, в результате резкого изменения сечения отливки. По сигналу индикатора 8 через преобразователь 9 открывается вентиль 10 и от источника 13 высокого давления подается газ в незаполненные полости 5 и в мультиплицирующий цилиндр 11, при этом в форме устанавливается высокое давление Рз. При движении поршня цилиндра 11 прерывается поток расплава на тигле 1 и осуществляется „-озаполнение формы 3 расплавом. После сброса давления отливка охлаждается и извлекается. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1389933

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под давлением отливок из различных материалов.

Известен способ литья под давлением, при котором расплав из тигля проходит по металлопроводу и заполняет литейную форму под действием разности давлений в тигле с расплавленным металлом и в литейной форме. Заполнение литейной формы начинается при атмосферном давлении и после заполнения литейной формы до определенного уровня над расплавом в незаполненном пространстве литейной формы создается подходящий вакуум, с помощью которого регулируется скорость дальнейшего заполнения. После заполнения литейной формы расплав кристаллизуется и отливка извлекается (заявка Японии Xо 56-14385, кл. B 22 D 18/08, опублик. 1981).

Целью изобретения является повышение физико-механических свойств отливок.

На фиг. представлена принципиальная схема устройства для реализации способа при литье с транспортировкой расплава с помощью разности газовых давлений, создаваемых в литейной форме и тигле с расплавленным материалом; на фиг. 2 — примерная индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг. 1; на фиг. 3 — схема устройства для реализации способа при литье при атмосферном давлении в литейной форме и создании транспортного давления поршнем; на фиг. 4 — индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг. 3; на фиг. 5 — схема литья при наличии вакуума в литейной форме и создании транспортного давления разностью давлений газовой фазы; на фиг. 6 — индикаторная диаграмма транспортного давления согласно схеме на фиг. 7; на фиг. 7 — схема устройства для реализации способа при литье с повышенным давлением в литейной форме и создании транспортного давления разностью давлений газовой фазы; на фиг. 8 — индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг. 5.

Устройство для реализации способа (фиг. 1) состоит из тигля 1 с расплавом, который через металлопровод 2 связан с литейной формой 3, выполненной из двух частей — нижней 31 и верхней 32 полуформ, в которых оформлена литейная полость 4, а в верхней полуформе 32 оформлены дополнительные полости 5. Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 сжатого газа через вентиль 7. Давление газа Pi в источнике 6 является транспортным давлением. Тигель 1 с расплавом снабжен индикатором 8 давления, который с помощью преобразователя

9 и вентиля 10 связан с источником 13 сжатого газа с высоким давлением Р .

К нижней части литейной формы 3 прикреплен мультиплицирующий цилиндр 11, через регулируемый дроссель 12 и трубопровод связанный с дополнительными полостями

5, а с другой стороны через трубопровод и через вентиль 10 — с источником 13 сжатого газа.

Способ осуществляется следующим образом.

После того, как расплав подготовлен для литья, создается разность давлений между тиглем 1 и литейной формой 3 и расплав

10 по металлопроводу 2 поступает в литейную полость 4, при этом в системе тигель 1 с расплавом — литейная форма 3 может быть вакуумное, атмосферное или повышенное давление. В процессе заполнения транспорт15 ное давление повышается в результате преодоления сил трения гидравлического столба расплава и дросселирующего действия при выходе газовой фазы через вентиляционные каналы. При достижении определенного уровня расплава (линия А — А и точка

20 а на индикаторной диаграмме, фиг. 2) транспортное давление Pi меняет свой характер, например, в результате резкого изменения сечения отливки. С помощью сигнала от индикатора 8 давления для транспортного давления Pi включается преобразователь 9, который открывает вентиль

10, и от источника 13 высокого давления подается газ в незаполненные дополнительные полости 5 литейной формы 3 и в мультиплицирующий цилиндр 11, посредством коЗ0 торого в литейной форме 3 устанавливается высокое давление Рз. При движении поршня мультиплицирующего цилиндра 11 прерывается приток расплава из тигля 1 с расплавом и осуществляется дозаполнение литейной формы 3 расплавом. После сброса

З5 давления и охлаждения готовая отливка вынимается и цикл повторяется сначала.

Устройство для реализации способа (фиг. 3) состоит из прессующего цилиндра 1, связанного через литниковый канал с литейной формой 3, которая состоит из пра40 вой 31 и левой 32 полуформ, в которых оформлены литейная полость 4 и дополнительная полость 5 (прибыль). Цилиндр 1 связан с источником 6 давления с давлением Pi через вентиль 7, трубопровод, силовой ци4 линдр 18, который снабжен индикатором 8 давления. Силовой цилиндр 18 связан с мультиплицирующим цилиндром 11, одна часть которого связана через трубопровод с литейной полостью 4 и через вентиль 14 с источником 13 сжатого воздуха с высоким

SO давлением Рз. Индикатор 8 давления связан с преобразователем 9, который через вентиль 10 связан с дополнительной полостью

5 и с мультиплицирующим цилиндром 11.

Связь между преобразователем 9 и дополнительной полостью 5 осуществлена через

55 регулируемый дроссель 12.

Пример. Характеристика отливки: автомобильный поршень из алюминиево-кремниевого сплава, имеющий юбку толщиной

1389933

6 мм; упрочняющее кольцо в нижней части юбки; утолщения в зонах седел поршневого болта толщиной 20 мм, толщина дна

25 мм.

Способ выполняется в двугнездовой литейной металлической форме 3 с составным клиновым стержнем для центрального отверстия и стержнями для радиальных отверстий. В литейной форме 3 оформлены вентиляционные каналы, литейный канал и прибыль (полость 5) .

В мультиплицирующем цилиндре 11 от источника 13 при открытом вентиле 14 создается газовое давление 60 МПа, после чего вентиль 14 закрывается и наливается порция расплава в прессующий цилиндр

1. В силовом 18 и мультиплицирующем

11 цилиндрах создается гидравлическое давление от источника 6 при открытом вентиле 7. Поршень силового цилиндра 18 перемещает расплав, который заполняет полость 4 литейной формы 3. При заполнении дополнительной полости 5 (прибыли) литейной формы 3 транспортное давление P.p (фиг. 4), отсчитанное по индикатору 8 давления, меняется и, когда заполняется часть прибыли, транспортное давление меняет свой характер (точка а, фиг. 4) и по сигналу от индикатора 8 давления срабатывает преобразователь 9, открывая вентиль

10, при котором поршень мультиплицирующего цилиндра 11 начинает перемещаться и в прибыле устанавливается давление

300 МПа. Это давление поддерживается до окончания кристаллизационного процесса в отливке, после чего оно устраняется и отливка извлекается. Полученная отливка после соответствующей термообработки имеет следующие показатели: о = (32 — 36) х

xl0 Н/м, os = (27 — 30) 10 Н/м, 6.3О ;

Нв= 120 — 140, Устройство для реализации способа (фиг. 5) состоит из тигля 1 с расплавленным металлом, связанного через металлопровод 2 с литейной формой 3, которая состоит из двух частей: нижней 31 и верхней

32 полуформ, между которыми оформлена литейная полость 4. В верхней полуформе

32 предусмотрены дополнительные полости 5 (прибыли). Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 давления с давлением

Р через вентиль 7. Тигель 1 и пространство литейной формы связаны с индикатором 8 давления, который снабжен преобразователем 9. Последний через вентиль 10 связан с источником 13 высокого давления с давлением Р, который через вентиль

10 связан с мультиплицирующим цилиндром

11, прикрепленным к нижней полуформе 31.

Поршневое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 связано с дополнительными полостями 5 литейной формы 3 через регулируемый дроссель 12. Пространство литейной формы 3 через трубопровод и вентиль

16 связано с источником 17 вакуума. лости 5 (прибыли) . Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 давления с давлением Р через вентиль 7. Источник 6 давления связан с литейной формой 3 вентилем 15. В тигель 1 с расплавом вмонтирован индикатор 8 давления, снабженный преобразователем 9, который через вентиль 10 связан с источником 13 высокого давления с давлением Рз. Источник высокого давления связан с мультиплицирующим цилиндром 11, соединенным с правой полуформой 32. Поршневое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 связано трубопроводом и регулируемым дросселем 12 с дополнительными полостями 5.

Пример. Характеристика отливки: оребренная деталь, предназначенная для работы

Пример. Характеристика отливки: деталь для подвески автомобиля из алюминиевого сплава со сложным сочетанием тонких и толстых стенок от 4 до 25 мм; утолщенные части сосредоточены в трех местах, удаленных от центрального отверстия на 300—

400 мм; сложное оребрение с выпуклостью ребер до 90 мм.

Способ осуществляется в металлической разъемной литейной форме, расположенной в герметической камере.

Плоскость разъема полуформ 31 и 32 иМеет сложную конфигурацию. В утолщенных частях отливки оформлены прибыли. В литейной форме выполнены вентиляционные

15 каналы. Полости отливки в пространствах между ребрами оформлены вставками, между которыми имеются также вентиляционные каналы. Перед началом литья в камере, где находится литейная форма 3, создается вакуум О,1 — 0,2 МПа от источни20 ка 17 при открытом вентиле 16. Создается разность давлений между тиглем I с расплавом и литейной формой 3, в результате чего начинается заполнение полости 4 отливки. Когда уровень расплава достигнет

25 вентиляционных каналов в плоскости разъема и расплав заполнит их, транспортное давление меняет свой характер и через сигнал индикатора 8 включается преобразователь 9, который открывает вентиль 10. В полости 5 литейной формы 3 устанавлива3Q ется высокое давление, которое уравновешивается поршнем мультиплицирующего цилиндра 11. Это давление поддерживается до окончания кристаллизационного процесса в отливке, после чего стравливается и отливка вынимается. Вакуум поддерживается

З5 только до полного заполнения литейной формы 3 с расплавом.

Устройство для реализации способа (фиг. 7) состоит из тигля I с расплавом, связанного через металлопровод 2 с литейной формой 3, которая состоит из левой

31 и правой 32 полуформ, между которыми оформлена литейная полость 4. В левой полуформе 31 оформлены дополнительные по1389933

Формула изобретения

5 под воздействием водяных паров при 150 С и давлении 10 МПа с требованиями: 6s =

==(30 — 32).10 Н/м и 6)20Я.

Способ осуществляется в двугнездовой металлической форме, которая уплотнена упругим уплотнением. Между уплотнительным кольцом и рабочей полостью формы вырезан глубокий и широкий канал, который с ромощью вентиляционных каналов связывается с рабочей полостью формы. В литейной форме оформлены вентиляционные каналы и пространство прибыли.

В тигле 1 с расплавом находится расплав — технически чистый Zn, в котором барботируют азот под давлением 10х10 Н/м, после чего в системе тигель 1 с расплавом — литейная форма 3 устанавливается давление 10х10 Н/м . Создается разность давлений и расплав заполняет литейную форму 3 до линии А — А (точка а, фиг. 8) и транспортное давление меняет свой характер. По сигналу индикатора 8 давления включается преобразователь 9, который открывает вентиль 10, и в незаполненной полости 5 литейной формы 3 устанавливается давление 96 Х10 Н/м, которое уравновешивается давлением в мультиплицирующем цилиндре 11, При движении поршня мультиплицирующего цилиндра 11 закрывается приток расплава из тигля 1 и осуществляется дозаполнение литейной формы 3 при высоком давлении. После кристаллизации расплава давление в литейной форме 3 стравливается, и отливка охлаждается и выним ается.

Преимущества предлагаемого способа состоят в том, что дополнительное газовое давление начинает действовать на расплав в определенный момент, который выбирается в зависимости от конфигурации конкретной отливки и материала, из которого она сделана, при этом данное давление создается в самой литейной форме. По этому способу оказывается воздействие на заполнение литейной формы расплавом и на кристаллизацию его, при котором одновременно управляются оба процесса при минимальных энергетических затратах. Все это обеспечивает получение отливок с искомыми и одновременно высокими физико-механичес10 кими показателями.

1. Способ литья под давлением, включающий транспортирование расплава из тигля и 5 заполнение литейной формы под действием разности давлений, создаваемых в тигле и литейной форме, воздействие на расплав при заполнении литейной формы вакуумным, атмосферным и повышенным газовым дав2д лениями, отличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств отливок, после заполнения литейной формы расплавом до определенного уровня в незаполненной полости литейной формы или в одной или нескольких незаполненных

25 обособленных полостях создают газовое давление, превышающее действующее в этот момент давление в литейной форме, при этом с другой стороны формы создают противодействующее давление, уравновешивающее газовое давление.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газовое давление поддерживается постоянным до полной кристаллизации расплаваа в л итей ной фор ме.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газовое давление непрерывно повышают от момента его создания до окончания кристаллизацйи расплава в литейной форме.

1389933

1389933

Фиг, б

1Z 3

Риг, д

Фиг у

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 1605/12 Тираж 74.0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4