Устройство для обработки расплава низкочастотными колебаниями
Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии обработки расплавов ультразвуком, вибрацией т. д. Цель изобретения - повышение качества металла. Указанная цель достигается в результате выполнения волновода в виде стакана с открытой снизу полостью при соотношении его высоты к его наружному диаметру, равном 1,5 . . . 2,5, внутреннего диаметра изложницы к наружному диаметру волновода, равном 1,001 . . . 1,01, и объема полости волновода к объему полости изложницы, равном 0,33 . . . 0,5. Реализация изобретения дополнительно позволяет снизить энергозатраты по сравнению с известными способами обработки расплавов. 1 ил.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии обработки расплавов ультразвуком, вибрацией и т. п. Цель изобретения - повышение качества металла. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит источник колебаний 1, изложницу 2 и волновод 3 в виде стакана с открытой снизу полостью. Устройство работает следующим образом. Металл заливается в изложницу 2. Затем опускается вибратор (источник колебаний) 1 с волноводом 3. В результате движений волновод 3 вверх-вниз (при данных частотах, амплитудах и геометрических соотношениях), в объеме расплава, в местах неоднородностей (газовые пузырьки, неметаллические включения и т. д. ), образуются кавитационные полости (каверны). В процессе захлопывания их в окружающей среде возникает ударная волна. Локальное давление достигает весьма больших значений сотен и тысяч атмосфер, что и способствует разрушению неметаллических включений в расплаве, его гомогенизации и дегазации. В результате этих процессов расплав имеет значительно лучшие характеристики, чем без обработки. При соотношении внутреннего диаметра изложницы и наружного диаметра стакана менее 1,001 движение волновода в вязком расплаве затруднено, а при соотношении более 1,01 резко снижается интенсивность кавитационных процессов в расплаве. Указанный эффект возникает при уменьшении соотношения между высотой и наружным диаметром волновода менее 1,5, увеличение же соотношения более 2,5 не приводит к дальнейшему улучшению свойства металла. Резко снижаются свойства металла, например прочность на растяжение с 440-470 до 380 МПа, при уменьшении соотношения объема полости волновода к объему полости изложницы менее 0,33; увеличение указанного соотношения более 0,5, хотя и приводит к росту свойств металла, но при этом падает производительность устройства. П р и м е р. Обработке подвергается чугун следующего состава, % : углерод 3,2, кремний 1,9, марганец 0,5, фосфор 0,14, сера 0,025. Температура обработки 1400оС. Для возбуждения колебаний в расплаве используют электромагнатный вибратор с преобразователем частоты переменного тока, питающего обмотку катушки электромагнита, Сама же изложница и волновод изготовлены из силицированного графита марки СГ-М. Обработка расплава в указанном устройстве при амплитуде колебаний 1 мм и частотах 20. . . 3000 Гц позволяет повысить предел прочности металла на растяжение по сравнению с необработанным расплавом в среднем на 20% . Предлагаемое устройство позволяет дополнительно снизить энергозатраты по сравнению с известными способами обработки расплава. (56) Батышев А. И. Формирование отливок под воздействием давлением, вибрации, ультразвука и электромагнитных сил. М. : НИИМАШ, 1977, с. 30.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА НИЗКОЧАСТОТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ, содержащее источник колебаний, изложницу и волновод, отличающееся тем, что, с целью повышения качества металла, волновод выполнен в виде стакана с открытой снизу полостью при соотношении его высоты к его наружному диаметру, равном 1,5 - 2,5, внутреннего диаметра изложницы к наружному диаметру волновода, равном 1,001 - 1,01, и объема полости волновода к объему полости изложницы, равном 0,33 - 0,5.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 21.10.1997
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
