Вакуумная плавильно-заливочная установка

 

Использование: в металлургии для плавки титановых сплавов и получения из них фасонных отливок. Сущность изобретения: установка содержит вакуумную камеоу. плавильный поворотный тигель, приемнонаправляющий лоток, контейнер с литейными формами, систему подачи инертного газа . Контейнер выполнен герметичным и соединен с системой подачи инертного газа. На контейнере установлен поворотный шиберный затвор, который кинематически свяэан с поворотным тиглем. Приемнонаправляющий лоток имеет возможность поворота вокруг закрепленной на контейнере горизонтальной оси. Тигель имеет рычаги , которые взаимодействуют с приемнонаправляющим лотком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ч И

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 0 27/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.21 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825177(02 (22) 14,05.90 (46) 15.07.92. Бюл. N 26 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) Н,Н.Низов, О,М,Шапшай, С.А.Акилов, С.С.Шомовский, Г,Л.Ходоровский и М.Г..Коган (53) 621.746.048(088,8) (56) Неуструев А.А., Ходоровский Г.Л. Ваку-: умные гарнисажные печи; М.: Металлургия, 1967, с. 44, рис,8.

Бибиков Е.Л.. Глазунов С.Г., Ходоровский Г.Л. Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из титановых сплавов, M. Металлургия, 1983, с„55 — 56, рис. 25, Изобретение относится к металлургии. в частности к конструкциям вакуумных плавильно-заливочных установок, например, для плавки титановых сплавов и получения из них фасонных отливок.

Известна вакуумная дуговая печь, содержащая вакуумную камеру, в которой размещены гарниссажный поворотный тигель и заливочный контейнер с литейной формой.

Недостатками этой печи являются. ограниченная номенклатура (детали несложной формы) и низкое качество получаемых отливок из-за наличия газоусадочных дефектов.

Известна также вакуумно-дуговая плавильно-заливочная установка, содержащая. помимо указанных элементов конструкции, еще и центробежную машину.

„„533 „„1747238 А1 (54) ВАКУУМНАЯ ПЛАВИЛЬНО-ЗАЛИВОЧНАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: в металлургии для плавки титановых сплавов и получения из них фасон ных отливок. Сущность изобретения: установка содержит вакуумную камеру. плавильный поворотный тигель. приемнонаправляющий лоток, контейнер с литейными формами. систему подачи инертного газа. Контейнер выполнен герметичным и соединен с системой подачи инертного газа, На контейнере установлен поворотный шиберный затвор, который кинематически связан с поворотным тиглем. Приемнонаправляющий лоток имеет воэможность поворота вокруг закрепленной на контейнере горизонтальной оси. Тигель имеет рычаги, которые взаимодействуют с приемнонаправляющим лотком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Однако и этой установке присуща недо- 3 статочная эффективность — остается акту- 4 альной проблема расширения номенкла- 31 туры литых деталей (в том.числе ответствен- (Д ного назначения) и повышения качества от- (© ливок за счет устранения пористости и раковин.

Такими отливками являются детали типа патрубков, колен, тройников и т.п. с протяженными непитаемыми стенками, Для их получения приходится. обеспечивать массу прибыли, практически превосходящую едва с половиной раза массу детали.

Цель изобретения — повышение эффективности работы вакуумной плавильно-заливочной установки и улучшение качества отливок.

1747238

25

50

Поставленная цель достигается тем, что вакуумная плавильно-заливочная установка, содержащая поворотный тигель, приемно-направляющий лоток и контейнер с ли1ейными формами, снабжена системой подачи инертного газа и поворотным шиберным затвором, установленным на контейнере, который выполнен герметичным и соединен с системой подачи инертного газа, а поворотный шиберный затвор кинематически связан с поворотным тиглем.

Приемно-направляющий лоток выполнен с воэможностью поворота вокруг закрепленной на контейнере горизонтальной оси, а тигель имеет рычаги, взаимодействующие с приемно-направляющим лотком, На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг, 1; на фиг, 3— сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — система подачи инертного газа.

Вакуумная плавильно-заливочная установка состоит из вакуумной камеры 1 с патрубками 2, плавильного поворотного, например, гарниссажного тигля 3. механизма подачи расходуемого электрода 4, приемно-направляющего лотка 5, герметичного контейнера 6, рассчитанного на высокое давление, B контейнере 6 установлены литейные формы, связанные литниково-питающей системой.

Контейнер конструктивно состоит из двух частей: корпуса и скрепленной с ним вверху шпильцами крышки, в которой выполнено центральное заливочное отверстие.

Отверстие под крышкой перекрывается поворотным шиберным затвором 7, который кинематически связан с поворотным тиглем, Приемно-направляющий лоток 5 при помощи шарнира типа вилка — ухо 8 соединен с крышкой контейнера, Посредствам полочки 9 лоток опирается на ролики 10, установленные на рычагах 11. Рычаги закреплены на тигле. Лоток установлен таким образом, что его заливочная часть 12 в исходном положении тигля находится выше нижнего среза заливочного отверстия крышки контейнера, а при наклоне тигля— ниже. Это сделано для того, чтобы исключить попадание брызг жидкого металла на металлоконструкцию и сократить его путь до литейной формы, Затвор 7 через рычаг 13 связан с зубчатым колесом 14, находящимся в зацеплении с рейкой 15. При повороте тигля рейка дви-. гается в направляющих 16, установленных на кронштейне 17, посредством троса 18, Трос одним концом закреплен на тигле и через блоки 19 растянут за другой конец грузом-противовесом 20.

Конструкция тигля, приемно-направляющего лотка и затвора является оптимальной, так как обеспечивает высокую эффективность работы установки и быстродействие, Для реализации режима компрессии залитых форм до кристаллизации металла необходимо минимизировать время заполнения контейнера инертным газом, Для этого необходимо как можно раньше предоставить возможность для срабатывания затвора, а следовательно, нужно вывести заливочную часть 12 лотка 5 иэ заливочного отверстия, что, в свою очередь, требует возврата тигля из наклонного в исходное положение, Предложенная схема позволяет решать эти задачи параллельно и обеспечивает при этом сокращение времени.

Контейнер соединен с системой подачи. инертного газа (аргона), которая показана на фиг. 4. В систему входят следующие элементы: рампа стандартных баллонов Б8 с аогоном высокой степени очистки, ресивер

АК, редуктор КР, манометры МН, электроконтактные манометры МЭ, предохранительные клапаны КП, электроконтактные клапаны ЭК, вентили ВН. Связь между элементами системы и контейнером осуществляется при помощи трубопроводов 21, которые выведены через имеющиеся на вакуумной камере резервные патрубки. На фиг. 1 в качестве примера показано использование патрубка 22 предохранительного клапана печи 23. Ответная часть патрубка доработана с расчетом сохранения этого клапана и вакуумного уплотнения выходящих трубопроводов. Позицией 24 обозначен поворотный загрузочный кран, а позицией

25 — привод центробежной машины, Установка работает следующим образом.

При помощи крана 24 в вакуумную камеру 1 на стол центробежной машины устанавливают контейнер 6 с литейными формами. Трубопроводами 21 соединяют его с системой подачи инертного газа. Монтируют зубчатое колесо 14 затвора 7, устанавливают приемно-направляющий лоток 5.

Герметизируют и аакуумируют камеру 1.

Производят дуговой нагрев и расплавление в гарниссажном тигле 3 расходуемого электрода. подаваемого механизмом 4, После наплавления требуемого количества жидкого металла тигель поворачивают, При этом лоток занимает положение, соответствующее заливке.

Расплавленный металл через лоток и его заливочную часть 12 поступает s литейные формы. Подается сигнал, например, от реле времени на возврат тигля в исходное

1747238 положение. При этом рычаг 11 скользит роликом 10 по полочке 9 лотка 5, вращая его вокруг оси 8. В результате заливочная часть

12 лотка выходит из заливочного отверстия в крышке контейнера. Одновременно с этим посредством действия троса 18, зубчатой рейки 15 и колеса 14 происходит перекрытие заливочного отверстия затвором 7. Срабатывает электропневмоклапан и инертный газ наполняет объем контейнера до требуемого давления, осуществляя всестороннее газостатическое прессование залитого металла. После расчетной выдержки осуществляют сброс давления из контейнера и его точное измерение, разгерметизацию камеры, демонтаж трубопроводов и лотка и выгрузку. Крышку контейнера разбалчивают и извлекают залитые формы. Готовят повторный цикл работы.

В случае длительного использования контейнера в режиме автокпавного модуля целесообразно загрузку питейных форм в него осуществлять при помощи специального загруэочного контейнера. Тогда для извлечения залитых форм необходимо демонтировать только лоток и крышку контейнера и извлечь из камеры при помощи крана, При этом сам корпус контейнера ос тается в камере. Трубопроводы 21, изогнутые вдоль боковой стенки камеры (чтобы не мешать извлечению лотка. крышки и загрузочного контейнера с литейными формами). остаются в соединенном с корпусом контейнера состоянии, По сравнению с прототипом вакуумная плавильно-заливочная установка обеспечивает повышение эффективности работы за счет универсальности(открывается возможность поочередной реализации как центробежной заливки, так и автоклавного литья), расширения технологических возможностей (увеличения номенклатуры литых деталей), уменьшения шихтовых материалов

5 (уменьшения прибыльной части отливки на

507), снижения в 2 раза времени на ремонт деталей, снижения стоимости отливок при отказе от традиционного использования дорогостоящего уникального оборудования

10 (газостатов).

Улучшение качества обусловлено тем. что режим эатвердевания металла под избыточным всесторонним давлением инертного газа реализуется с обеспечением быстро15 действия. Это способствует получению отливок с плотной (без газовой пористости и раковин) структурой. ..Формула изобретения

1. Вакуумная плавильно-заливочная ус20 тановка, содержащая вакуумную камеру, плавильный поворотный тигель, приемнонаправляющий лоток и контейнер с литейными формами. отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ра25 боты и улучшения качества отливок, она снабжена системой подачи инертного газа и поворотным шиберным затвором, установленным на контейнере, при этом контейнер выполнен герметичным и соединен с

30 системой подачи инертного газа, а поворотный шиберный затвор кинематически связан с поворотным тиглем.

2. Установка по и 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что приемно-направляющий лоток

35 выполнен с возможностью поворота вокруг закрепленной на контейнере горизонтальной оси, а тигель имеет рычаги, взаимодействующие с приемно-направляющим лотком.

1747238

1747238

1747238

Составитель М,Коган

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор И,Касарда

Корректор M.Ïîæî

Заказ 2461 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, уп.Гагарина, 101