Способ литья под давлением

 

Использование: при получении фасонных отливок из цветных металлов и сплавов в металлические формы. Сущность изобретения: заливают металл в металлоприемник, создают газовое давление на зеркало металла в металлоприемнике, которое на уровне литниковых каналов равно сумме металлостатического и газового давления, затем заполняют пресс-форму под суммарным давлением, величину которого поддерживают постоянной, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 0 17/00, 18/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

V= К 2gH, (21) 4879930/02 (22) 06.11.90 (46) 15.01.93, Бюл. N 2 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Д. М, Беленький, Г. П. Борисов, А. Г.

Верйидуб и С. А. Кучинский (56) Заявка Японии ¹ 59 — 45071, кл. В 22 О

17/12, 1984, Патент Японии N. 54-13205, кл, В 22 О

17/12, 1979. (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности для получения фасанных отливок иэ цветных металлов и сплавов в металлические формы.

Известен способ литья под давлением на вертикальной машине, по которому жидкий металл заливается в камеру прессования; помещенную в неподвижную полуформу. Литниковые каналы перед заливкой металла в камеру прессования перекрыты подвижной втулкой, В момент начала запрессовки металла в форму втулку поднимают и под действием прессующего поршня через литниковые каналы происходит за полнение пресс-формы.

Этот способ обладает следующими недостатками. . Известно, что скорость движения жидкости определяется уравнением где V — скорость движения жидкости;

SU„„1787675 А1 (57) Использование: при получении фэсонных отливок из цветных металлов и сплавов в металлические формы. Сущность изобретения; заливают металл в метэллоприемник, создают газовое давление нэ зеркало металла в метэлпоприемнике, которое нэ уровне литниковых кэнэпов равно сумме метаппостэтического и газового давления, затем заполняют пресс-форму под суммарHblM давлением, величину которого поддерживают постоянной, 1 ил, К вЂ” коэффициент гидравлических потерь;

g - ускорение силы тяжести

Н- гидравлический напор . !

Ввиду того, что прессующий поршень может развить конечное усилие только в момент остановки, что наблюдается уже после заполнения формы, в процессе заполнения пресс-формы нэ жидкий металл воздействует переменное по величине давление, из-ээ чего скорость течения жидкого металла в полости пресс-формы является переменной величиной.

Это не только затрудняет выполнять точные гидрбдинамические расчеты заполнения полости литейной формы, но и не позволяет сделать правильные расчеты вентиляционной системы пресс-формы.

Из-за нестабильности скорости заполнения пресс-формы в отливках часто образуются дефекты в виде газовой пористости и газовых раковин, снижающие механические свойства и герметичность питого метэлла, 1787675

30 по мере опускания поршня давление возду-. 35

Контактирование прессующего поршня с жидким металлом влечет за собой ускоренное снятие теплоты перегрева расплава, что затрудняет допрессовку затвердевающей отливки.

Известен способ литья с кристаллизацией под давленйем, заключающийся в том, что в металлоприемник заливается жидкий металл, когда питатель перекрыт нижним поршнем, Затем расплав верхним поршнем перемещается по питателю в рабочую полость пресс-формы, при этом ни>кний поршень опускается под действием давления верхнего.

Зтот способ имеет те >ке недостатки, что и предыдущий, однако он более прост в реализации, так как машина упрощается благодаря отсутствию специального механизма для опускания нижнего поршня.

Известен также способ литья под давлением, принимаемый за прототип, в котором в наполнительный стакан заливается металл, затем сверху вставляют прессующий поршень с герметизирующими кольцами и запрессовают жидкий металл в полость пресс-формы, При этом металл запрессовывается с помощью воздушной подушки между прессующим поршнем и металлом, что исключает непосредственный контакт поршня и металла, Благодаря наличию воздушной подушки резко снижается теплоотвод от жидкого металла, находящегося в наполнительном стакане, Недостатком способа является то, что ха на зеркало металла непрерывно возрастает, и, следовательно (см. вышеприведенную формулу), скорость заполнения пресс-формы будет увеличиваться. Переменная величина скорости затрудняет выполнить точные гидродинамические расчеты заполнения пресс-формы и ее вентиляционной системы. Из-за нестабильности скорости заполнения пресс-формы и удаления из нее газов в отливках часто образуются литейные дефекты в виде газовых раковин и пористости, снижающие механические свойства и герметичность отливок, Целью изобретения является повышение качества отливок за счет стабилизации скорости заполнения пресс-формы.

Поставленная цель достигается тем, чтс в известном способе литья под давлением, включающей заливку металла в металлоприемник, создание газового давления на зеркало металла в металлоприемнике и заполнение под его воздействием полости пресс-формы, во время заполнения полости пресс-формы в металлоприемнике поддер5

15 живают давление равное сумме металлостатического и газового давления перед заполнением пресс- формы .

На чертеже показана схема установки для осуществления способа литья под давлением; слева от осевой линии — исходное положение перед заполнением металлом пресс-формы, справа — момент окончания заполнения пресс-формы, Установка состоит из верхней полусферы 1, выполненной заодно с металлоприемником 2, в который залит жидкий металл 3, Металлоприемник 2 герметически закрыт крышкой 4 с отверстием для подачи сжатого воздуха, В нижней полуформе 5 расположен поршень 6, перекрывающий литниковый канал 7 от поступления жидкого металла в пресс-форму, В исходном положении на зеркало металла в металлоприемнике 2 воздействует давление Р, высота залитого в металлоприемник 2 расплава h. Таким образом, на уровне литникового канала 7 на жидкий металл 3 воздействует давление Р+

+р gh (р — плотность жидкого металла; g — ускорение силы тяжести).

Установка для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Для заполнения пресс-формы опускается поршень 6, открывая литниковый канал

7, в который под давлением Р+ р gh начинает поступать жидкий металл. По мере заполнения пресс-формы снижается уровень расплава в металлоприемнике 2 и в момент окончания заполнения его высота равна h>.

Для компенсации уменьшения металлостатического давления в металлоприемник 2 через отверстия в крышке 4 подается дополнительное давление газа со скоростью И/р =

iоg h — h> . (с — время заполнения

t пресс-формы), равной скорости опускания уровня расплава в металлоприемнике. В результате в течение всего времени заполнения пресс-формы истечение жидкого металла из металлоприемника в полость пресс-формы происходит под постоянным давлением, и следовательно, скорость заполнения практически не изменяется.

Благодаря стабилизации скорости заполнения пресс-формы возможно выполнить более точные гидродинамические расчеты заполнения полости пресс-формы и вентиляционной системы и, как следствие, уменьшить вероятность появления в отливках дефектов в виде газовых раковин и пор истости.

Пример. Производились отливки корпуса из сплава АЛ4 массой 750 г со сред1787675

Составитель Д.Беленький

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H Король

Редактор

Заказ 32 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ней толщиной стенки 3 мм. Высота металла в металлоприемнике перед заполнением формы составляла 60 мм, газовое давление

0,5 кгс/см .

Предварительно было установлено, что под этим давлением в случае, если не производилась компенсация уменьшения металл остатического напора, . продолжительность заполнения составляла

2,5 с и высота пресс-остатка составляла в среднем 15 мм. Расчеты показали, что для компенсации падения давления в металлоприемнике в процессе заполнения прессформы необходима подача дополнительного давления газа со скоростью 0,005 кгс/см с.

В дальнейших опытах это было учтено: в момент опускания поршня и открытия литникового канала подавалась команда на открытие пневмоклапана подачи сжатого воздуха в металлоприемник, благодаря че- му из предварительно настроенной пневмосистемы на зеркало металла в металлоприемнике подавалось давление воздуха с указанной скоростью;

В другом случае давление воздуха в металлоприемнике возрастало от атмосферного до величины 0,5-0,6 кгс/см по схеме. г предусмотренной в прототипе, т.е. давление воздуха подавали одновременно с открытием литникового канала, Сравнение качества отливок, получен5 ных по этим двум технологиям, показало, что в первом случае поверхность отливок была значительно лучше, беэ спаев и характерных для второго случая утяжин. Плотность отливок; полученных по предлагаемой

10 технологии, была на 0,5 — 0,7 выше по сравнению с отливками, изготовленных по второй технологии.

Формула изобретения

Способ литья под давлением, включаю15 щий заливку металлов в металлоприемник, создание газового давления на зеркало металла в металлоприемнике и заполнение под его воздействием полости пресс-формы металлом через литниковые каналы, о т л и20 4 а ю шийся тем, что. с целью повышения качества отливок за счет стабилизации скорости заполнения пресс-формы; перекрывают литниковые каналы и на их уровне создают давление, равное сумме металло25 статического и газового давлений, при этом в процессе заполнения пресс-формы суммарное давление поддерживают постоянным.