Дроссельная литниковая система

 

Использование: изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для заливки черных и цветных сплавов в сырье и сухие литейные формы без использования фильтрующих сеток, Сущность: литниковая система включает стояк 1, вертикальный дроссель 2, шлакосборник 3, горизонтальный дроссель 4, шлакоуловитель 5 и питатели 6. Площади сечения вертикального 2 и горизонтального 4 дросселей выбраны из соотношения 1.(1,15-2,0). Шлакосборник выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями , тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60° ооковыми поверхностями образующими заднюю стенку шлакосборника. Вдоль края каждой из этих двух поверхностей размещен ряд углублений, при этом углубления на одной из поверхностей расположены в шахматном порядке относительно углублений на другой поверхности, а расстояние между рядами составляет 1,0...1,5 мм. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 22 С 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843695/02 (22) 23.04.90 (46) 07,10,92. Бюл. ¹ 37 (71) Н аучно-и роизводствен ное объединение

"Волгоградский научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (72) В, И. Чурюмов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1316744, кл, В 22 С 9/08, 1986. (54) ДРОССЕЛЬНАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА (57) Использование; изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для заливки черных и цветных сплавов в сырье и сухие литейные формы без использования фильтрующих сеток, Сущность: литниковая система включает

„„ „„1766591 А1 стояк 1, вертикальный дроссель 2, шлакосборник 3, горизонтальный дроссель 4, шлакоуловитель 5 и питатели 6. Площади сечения вертикального 2 и горизонтального

4 дросселей выбраны из соотношения

1;(1,15-2,0). Шлакосборник выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями образующими заднюю стенку шлакосборника, Вдоль края каждой из этих двух поверхностей размещен ряд углублений, при этом углубления на одной из поверхностей расположены в шахматном порядке относительно углублений на другой поверхности, а расстояние между рядами составляет 1,0„,1,5 мм. 4 ил., 1 табл, 1766591 основания и горизонтальным пережимом верхней части шлакоуловителя.

Указанная литниковая система также малоэффективна и не обеспечивает тонкой очистки металла, так как вследствие значительной турбулентности расплава, выбрасываемого из канала вертикального дросселя, и малого объема камеры шлакоуловителя, расплав с взвешенными неметаллическими включениями через узкую зону над выступом и под выступом вытекает в зону присоединения питателей, где неметаллические включения начинают задерживаться только после заполнения шлакоуловителя или достижения расплавом уровня верхнего выступа.

Целью изобретения является повышение качества отливок за счет обеспечения тонкой очистки металла от неметаллических вкл ючений.

Поставленная цель достигается тем, что дроссельная литниковая система, содержащая стояк, вертикальный дроссель, шлакоуловитель и питатели, согласно изобретению снабжена шлакосборником, горизонтал ьным дросселем, размещенным между шлакосборником и шлакоуловителем, причем отношение сечения вертикального дросселя к горизонтальному составляет 1; (1,152,0), при этом шлакосборник выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями, образующими заднюю стенку шлакосборника.

Снабжение дроссельной литниковой системы шлакосборником и горизонтальным дросселем, установленным между шлакосборником и шлакоуловителем, а также размещение шлакосборника между вертикальным и горизонтальным дросселями при отношении сечения вертикального дросселя к горизонтальному, равном 1: (1,15-2,0), т.е. когда сечение на выходе из шлакосборника меньше, чем сечение на выходе в него, создает благоприятные условия для выброса и всплывания шлаковых и других неметаллических включений из расплава в верхнюю часть шлакосборника. Выполнение шлакосборника в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями, образующими заднюю, стенку шлакосборника, позволяет направить выходящий из шлакосборника металл по узкому острогольному каналу, имеющему большое гидравлическое сопротивление. Прл увелиИзобретение относится к литейному производству, в частности к литниковым системам для заливки черных и цветных сплавов в сырые и сухие литейные формы.

Современные требования к качеству по- 5 верхности отливки с минимальным припуском 2-2,5 мм особенно подчеркивают необходимость эффективного улавливания шлака, песка, продуктов модифицирования и других неметаллических включений в пре- 10 делах литниковой системьг, для чего самыми эффективными пока являются различные фильтрующие элементы, например силиконовая сетка марки КС-11Л, керамические и пенокерамические фильтры. 15

Для изготовления ответственных отливок наряду с использованием в составе литниковых систем фильтрующих элементов применяются также дроссельные литниковые системы, которые менее трудоемки по 20 сравнению с первыми (Справочник по чугунному литью под редакцией Н. Г. Гиршовича, Л. Машиностроение, 1978 г„с, 328).

Известная литниковая система содержит стояк, вертикальный дроссель, шлакоу- 25 ловитель, питатели с принятым соотношенйем сечений вертикального дросселя и стояка Рв.др fcтояка = 0,5" 0,9, чем улучшаются условия всплывания неметаллических включений (песка, шлака, скис- 30 лов, продуктов модифицирования) в стояке., более крупные включения задерживаются в канале (каналах) вертикального дросселя, а прошедшие далее — в шлакоуловителе, Указанная дроссельная литниковая система с 35 одним вертикальным дросселем, шлакоуловителем, питателем (питателями) не обеспечивает эффективного задержания шлака, песка, неметаллических включений в пределах литниковой системы. Первая порция 40 расплава с взвешенными неметаллически. ми включениями при выходе из канала (каналов) вертикального дросселя ударяется в верхнюю стенку шлакоуловителя и, отражаясь, растекается по незаполненному шлака- 45 уловителю, вследствие чего в первые от стояка питатели попадает наибольшее количество неметаллических включений и отливка бракуется, Описанная литниковая система широко используется для изготов- 50 ления ответственных отливок с условным припуском на мехобработку 4 и более миллиметров.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является дрос- 55 сельная литниковая система (авторское свидетельство СССР hL 1316744, M. кл, В

22 С 9/08, 1986 r.), содержащая стояк, вертикальный дроссель, горизонтальный шла- у коуловитель с вогнутой сферой его

1766591 чении угла свыше 60 силы трения уже не имеют практического значения, что снижает эффективность очистки металла, На фиг. 1 представлена дроссельная литниковая система; на фиг. 2 — то же, вид в 5 плане; на фиг. 3 — вид А на фиг. 1; на фиг, 4— разрез Б-Б на фиг, 1, Литниковая система включает стояк 1, вертикальный дроссель 2, шлакосборник 3, горизонтальный дроссель 4, шлакоулови- 10 тель 5 и питатели 6. Шлакосборник 3 выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями, из которых ближайшая к стояку 1 грань 7 представляет собой сужаю- 15 щуюся вверх трапецию, и двумя изогнутыми по радиусу R и пересекающимися под углом

30-60 боковыми поверхностями 8, образующими заднюю стенку шлакосборника 3.

Вдоль края каждой из поверхностей 8 раз- 20 мещен ряд углублений 9. При этом углубления 9 на одной из поверхностей 8 расположены в шахматном порядке относительно углублений 9 на другой поверхности и расстояние между рядами составляет 25

1,0„.1,5 мм (фиг. 3).

Площади сечений вертикального 2 и горизонтального 4 дросселей выбираются с учетом соотношения Fe.др.. Fr.pp. = 1,15.„2,0, Высота шлакосборника определяется 30 из условий, характеризующих действующие технологические параметры производства отливки и обычно составляет 45...150 мм,, При этом учитывается высота верхней полуформы, высота заливки формы, металлоем- 35 кость ковша и вид заливки (чайниковый или стопорный), выбранная форма и сечение канала вертикального дросселя, перекрываемого шлакосборником, выбранное отношение сечений вертикального дроссе- 40 ля к стояку. Кроме того, оптимальная высота шлакосборника согласуется и равна

1,75.„3,0 высоты шлакоуловителя (проверено в производственных условиях), Дроссельная литниковая система раба- 45 тает следующим образом, Жидкий металл вместе с шлаком, песком и другими неметаллическими включениями через стояк 1 попадает в вертикальный дроссель 2, получает ускорение и при входе 50 в шлакосборник 3 поток расплава в расширяющемся объеме шлакосборника 3 выбрасывает на поверхность неметаллические включения, которые по мере заполнения шлакосборника 3 концентрируются в верх- 55 ней его части. Сход неметаллических включений по дуговому остроугольному каналу шлакосборника 3 к горизонтальному дросселю предотвращается гидравлическим сопротивлением узкого канала шириной

1,0...1,5 мм между выступами литейной формы, оформляющими размещенные в шахматном порядке углубления 9 в литниковой системе. Таким образом, два ряда углублений 9 в литниковой системе, размещенные на расстоянии 1,0...1,5 мм друг от друга, обеспечивают увеличение гидравлического сопротивления шлакосборника 3. Выбранное расстояние 1,0...1,5 мм между рядами определяется необходимостью получения тонкой очистки металла, соответствующей очистке с помощью сеток, т.е. как бы имитирует ячейки фильтрующих элементов. При этом сочетание указанных углублений в литниковой системе (соответствующих им выступов в литейной форме) с углом задней стенки шлакосборника 30 обеспечивает получение качественных отливок массой 412 кгс припуском на механическую обработку 1,5-2,0 мм. Увеличение угла задней стенки шлакосборника до 60 позволяет получать качественные отливки такого же развеса с припуском на механическую обработку уже 4-5 мм. Достигнутые результаты практически равноценны использованию фильтрующих элементов типа сетки КС 11-Л, керамики, пенокерамики и др.

Пример, Предлагаемая дроссельная литниковая система с указанным коэффициентом дросселирования F,äð.. F .äð. =

= 1,15.„2,0 была проверена при изготовлении опытной партии отливок распредвала автомобиля "Жигули" (деталь 1ч 21011006015) из высокопрочного чугуна в условиях цеха точного литья. Масса отливки

4,6 кг, материал ВЧ60 ГОСТ 7293-85, припуск на механическую обработку 2 мм. Результаты испытаний приведены в таблице.

Использование предлагаемой дроссельной литниковой системы при изготовлении отливки распредвала для автомобиля

"Жигули" позволило снизить дефектность по шлаковым, песчаным и другим н металлическим включениям более чем на 62 4 по сравнению с литниковой системой конструкции Б, В. Рабиновича, Формула изобретения

Дроссельная литниковая система, содержащая стояк, вертикальный дроссель, шлакоуловитель и питатели, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества отливок за счет обеспечения тонкой очистки металла от неметаллических включений, она снабжена шлакосборником, горизонтальным дросселем, размещенным между шлакосборником и шлакоуловителем, причем отношение сечения вертикального дросселя к горизонтальному составляет 1:1,15„,2,0, при этом шлакосбор1766591 ник выполнен в виде тела, ограниченного ми по радиусу и пересекающимися под угверхним и нижним основаниями, тремя пло- лом 30-60 боковыми поверхностями, о6раскими боковыми гранями и двумя изогнуты- зующими заднюю стенку шлакосборника. брак по Примечание песчаным и шлаковым раковинам, Наименование отливки

Высота шлакосборника, мм

Угол Расстояние задней мешду рядастенки, ми углублеград. нии, нм

Размер опытной партии, шт.

Результаты иеханическои обработки принято забракогодных, вано, шт шт.

178 167

70

3,9

В т.ч, по песчаным н шлаковым раковинам 7 шт,, по др, причинам 4

I,15

160 155

60 54

1,5

Нет

llo перекосу - 2 шт., По трещинам - 3 шт.

1,3

1,4

55

Нет

Нет

1,5

1,6

1,3

I 2

29

Нет

1,8

70

100

По спаян - 4 шт., по перекосу - 5 шт.

Нет

Нет

2,0

1,0

30

138

150

По спаян - 7 шт., по перекосу — 5 шт.

130 15

2,1

flo спаян - 10 шт., по nepexocy - 5 шт.

0,8

25

145

Нет

Составитель B.Êàçà÷åê

Техред М.Моргентал Корректор А,Козориз

Редактор

Заказ 3504 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Распредвал для автомобиля

ЖиГуЛи (2!01-1006015) массой 4,6 кг, припуск на механическую обработку

2 мм

0оотношение площадей сечения дросселей

Рв62

Рг ур о

° °

По перекосу - 3 шт., по мех.обработке - 3 шт, По перекрсу - 1 шт.

По ушиминам - 3 шт. ° по спаян - 2 шт,