Способ центробежного литья ювелирных изделий и устройство для его осуществления

 

Использование: в области индукционной плавки и центробежного литья благородных металлов и сплавов, в частности в ювелирном производстве и зубопротезной технике для изготовления отливок ювелирных изделий и стоматологических протезов. Сущность изобретения: 1) согласно способу центробежного литья ювелирных изделий преимущественно с тонкой стенкой и максимальными узлами из благородных металлов и сплавов в защитной атмосфере, включающему приведение во вращение формы центрифугированием и заполнение ее расплавом , наклоняют форму и тигель с расплавом в вертикальной плоскости на угол 3-15° и, вращая форму с ускорением, снижают отклонение струи металла при начальном тангенциальном ускорении, демпфируя упругой связью, охватывающей шарнирное соединение кинематических звеньев вращения , и производят заливку формы, вакуумируя ее во время заполнения литникового канала расплавом. В устройство для осуществления способа центробежного литья, включающем центрифугу, смонтированную на станине в корпусе, закрытом кожухом, а также размещенные в корпусе индуктор с преобразователем частоты, имеющий систему охлаждения и средства подвода и выхлопа защитной атмосферы, причем центрифуга выполнена в виде имеющего возможность вращения на вертикальном валу рычага с траверсой, на которой закреплена литейная форма с плавильным тиглем и на другом конце - противовес, а индуктор установлен на рукоятке соосно с тиглем так, что в рабочем положении Плавление охватывает тигель и подключен к преобразователю частоты, состоящему из генератора с включенной на выходе батареей конденсаторов , несущая форму с полостью вакуумирования и тигель с расплавом, часть поворотного рычага выполнена в виде шарнирно подвижной в вертикальной и горизонтальной плоскостях траверсы, причем на шарнир в горизонтальной плоскости установлена упругая связь в виде пружинного демпфера для компенсации отклонения ее силой начального тангенциального ускорения , а полость формы выполнена из профилированных трубок, соединенных через канал вала центрифуги с вакуумсистемой. 2 с,п. ф-лы, 1 ил. 00 кэ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 22 D 13/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4888997/02 (22) 10.12.90 (46) 15,07.93. Бюл. М 26 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) П.В,Русаков, В.И.Московка, Я.А.Лещинер, Л.В.Щуголь и А.И.Федоровский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1419798, кл, В 22 0 13/06, 1988. (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в области индукционной плавки и центробежного литья благородных металлов и сплавов, в частности в ювелирном производстве и зубопротезной технике для изготовления отливок ювелирных изделий и стоматологичвских протезов.

Сущность изобретения. 1) согласно способу центробежного литья ювелирных изделий преимущественно с тонкой стенкой и максимальными узлами из благородных металлов и сплавов в защитной атмосфере, включающему . приведение во вращение формы центрифугированием и заполнение ее расплавом, наклоняют форму и тигель с расплавом в вертикальной плоскости на,угол 3-150 . и, вращая форму с ускорением, снижают отклонение струи металла при начальном тангенциальном ускорении, демпфируя упругой связью, охватывающей шарнирное соединение кинематических звеньев вращения, и производят заливку формы, вакууИзобретение относится к индукционной плавке и центробежному литью благородных металлов и сплавов и может быть использовано в ювелирном производстве и зубопротезной технике

„„. Ы„„1827321 А1 мируя ее во время заполнения литникового канала расплавом. В устройство для осуществления способа центробежного литья, включающем центрифугу, смонтированную на станине в корпусе, закрытом кожухом, а также размещенные .в корпусе индуктор с преобразователем частоты, имеющий систему охлаждения и средства подвода и выхлопа защитной атмосферы, причем центрифуга выполнена в виде имеющего воэможность вращения на вертикальном валу рычага с траверсой, на которой закреплена литейная форма с плавильным тиглем и на другом конце — противовес, а индуктор установлен на рукоятке соосно с тиглем так, что в рабочем положении "Плавление" охватывает тигель и подключен к преобразова- З телю частоты, состоящему иэ генератора с включенной на выходе батареей конденсаторов, несущая форму с полостью вакуумирования и тигель с расплавом, часть поворотного рычага выполнена в виде шарнирно подвижной в вертикальной и горизонтальной плоскостях траверсы, причем на д шарнир в горизонтальной плоскости установлена упругая связь в виде пру; инного демпфера для компенсации отклонения ее силой начального тангенциального ускорения, а полость формы выполнена из профилированных трубок, соединенных через M канал вала центрифуги с вакуумсистемой. 2 с,п. ф-лы, 1 ил. для изготовления отливок ювелирных изделий и стоматологических протезов, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и ïîâû1827321 шение качества отливок путем увеличения заполняемости полости формы.

Это достигается тем, что согласно способу центробежного литья ювелирных иэделий преимущественно с тонкой стенкой и 5 максимальными узлами из благородных металлов и сплавов в защитной атмосфере, включающему приведение во вращение формы центрифугированием и заполнение ее расплавом, наклоняют форму и тигель с расплавом в вертикальной плоскости на угол 3-15 и, вращая форму с ускорением снижают отклонение струи металла при начальном тангенциальном ускорении, демпфируя упругой связью, охватывающей шарнирное соединение кинематических звеньев вращения и производят заливку формы, вакуумируя ее во времени заполнения литникового канала расплавом; в устройстве для реализации способа центро- 20 бежного литья, включающем центрифугу, смонтированную на станине, в корпусе, закрыто кожухом, а также размещенные в корпусе индуктор с преобразователем частоты, имеющий систему охлаждения и средства подвода и выхлопа защитной атмосферы, причем центрифуга выполнена в виде имеющего возмо>кность вращения на вертикальном валу рычага с траверсой, на которой закреплена литейная форма с пла- 3О вильным тиглем и на другом конце противовес, а индуктор установлен на рукоятке соосно с тиглем так, что в рабочем положении "плавление" охватывает тигель и подключен к преобразователю частоты, 35 состоящему из генератора с включенной на выходе батареей конденсаторов, часть поворотного рычага выполнена в виде шарнирно подвижной в вертикальной и горизонтальной плоскости траверсы, кото- 4О рая в месте расположения шарнира связана в горизонтальной плоскости с поворотным рычагом упругой связью в.виде пружинного демпфера. Кроме того, устройство снаб>кено узлом вакуумирования формы в виде про- 45 филированных трубок, симметрично расположенных вокруг формы по ее длине и соединенных с вакуумной системой через канал, выполненный в вале центрифуги.

Наклон формы и тигля с расплавом в 5О вертикальной плоскости на угол 3 — 15 обусловлен необходимостью уменьшения износа футеровки тигля, его освобождения от металла (устранения застойных зон); а также обеспечением большей степени запол- 55 нения полости формы. При наклоне более

15 ухудшается равномерность распределения центробежной составляющей в полости формы. В случае наклона менее 3 ухудшается слив металла. образуются застойные зоны из остатка металла после слива. Существенно снижается сила гравитационного воздействия на металл.

Демпфирование упругой связи, охватывающей шарнирное соединение кинематических звеньев вращения, уменьшает отклонение струи металла при начальном тангенциальном ускорении. Это обусловлено технологическими требованиями устранить боковой занос струи металла по направлению от середины тигля к сливному носку. Так как формирование давления жидкого металла производится вначале разгона центрифуги, то наряду с возникновением нормального ускорения, формирующего силу давления, оказывает также влияние тангенциальное ускорение. Величина же сил тангенциального ускорения пропорциональна массе расплава с тиглем. Поэтому демпфируют отклонение струи металла упругой связью, охватывающей шарнир, кото.рая доворачивает после компенсации ускорения тигель с формой в положение по оси рычага.

Вакуумируя форму при заливке во время заполнения литника расплавом, обеспечивают уменьшение газового противодавления в форме, устраняя возникновение т. наз. "подушки".

Выполнение несущей форму и тигель с расплавом части поворотного рычага в виде шарнирно-подвижной в вертикальной и горизонтальной плоскостях траверсы обусловлено требованием технологии путем достижения допускаемой степени заполняемости полости формы для предотвращения брака литья. При этом за счет гравитационных сил увеличивается давление жидкогО металла на стенки полости формы, обеспечивая заполнение тонких элементов поверхности формы.

Установкой на шарнир в горизонтальной плоскости пружинного демпфера обеспечивают возврат траверсы в положение по оси рычага при отклонении ее под действием начального тангенциального ускорения.

Это позволяет устранить боковой занос струи металла при сливе из тигля в форму, что предотвращает разбрызгивание расплава при заливке.

Выполнение несущей траверсы из симметрично расположенных вдоль периметра формы профилированных трубок, соединенных через канал вала центрифуги с вакуумнасосом обусловлено необходимостью отсоса газов из объема формы при заполнении расплавом и уменьшения газового противодавления в форме.

На чертеже изображено устройство для центробежного литья ювелирных изделий.

1827321

Устройство центробежного литья содержит основание 1, тигель 2 со сливным желобом и расположенной соосной формой

3, которая снабжена для подвода расплава и заформованной в ней по ярусам моделям

4 литниковым каналом 5. Причем тигель и формы закреплены на несущей траверсе 6 так, что наклон оси сливного желоба тигля и формы к горизонтальной плоскости может быть установлен в пределах 3 — 15 .

Горизонтально закрепленный имеющий возможность вращения на валу 6 рычаг

7, соединенный с помощью шарнира и соосно ему форма с полостью вакуумирования, составляют собственно центрифугу. Причем на свободном конце рычага закреплен противовес 10 для балансировки ценгрифуги.

Упругая связь 11 замыкает рычаг и траверсу.

Охватывающей форму полость 12 вакуумируют форму при заполнении литникового канала. Приводной вал 6 вертикально установлен на станине 13, закрепленной в сварном корпусе 14, закрытым кожухом 15, и соединен с электродвигателем 16 через текстроп ную передачу 17. И ндуктор 18 подвижно .установлен в корпусе на. качающейся рукоятке 19 соосно с тиглем так, что в рабочем положении иплавлениен охватывает тигель 2 и подключен к установленному на станине преобразователю частоты, состоящему из генератора 20 с включенной на выходе батареей конденсаторов 21, Полость 12 вакуумирования формы выполнена из симметрично расположенных вдоль периметров формы профилированных трубок, соединенных через канал вала 6 центрифуги с вакуумсистемой (не показана).

Предложенный способ центробежного литья реализован при отливке индивидуальных ювелирных изделий с драгоценными камнями из сплава ЗлСрМ 750-150, Навеску сплава весом 30 r укладывали в тигель 2, поднимали с помощью рукоятки 19 индуктор 18 в рабочее положение нплавление" и, включив преобразователь (генератор 20 с конденсатором 21). наплавляли расплав при температуре 1610 С в течение 2с. Затем опускали индуктор рукояткой B исходное положение и, наклонив траверсу 9 с тиглем и формой 3 предварительно на угол 12 к горизонтали, включали приводной эл. двигатель 16, передавая вращение с угловой скоростью в = 1600 1/с через текстропную передачу 17 валу 6 и закрепленному на нем рычагу. 7. В начальный момент вращения траверса 9, несущая тигель 2 с формой 3, отклоняясь в сторону противоположно направлению вращения под действием сил инерции, изменяет направление подъема в тигле 2 е сторону от спинного ттепооа. Одна5

35 ко воздействие упругой связи 11, передаваемой через шарнир 8. рычаг 7 поворачивает траверсу 9 в сторону вращения так, что ось ее занимает положение согласно с осью сливного желоба тигля и формы в вертикальной плоскости, При этом расплав поднимается в тигле 2 в сливной желоб и сливается в воронку формы, заполняя литниковый канал 5, подается по ярусам формы к выплавляем ым моделям 4, причем разбрызгивания его из тигля не происходит.

Одновременно при заполнении литникового канала 5 расплавом производили вакуумирование формы, подключая к вакуумсистеме охватывающую полость 12 из симметрично расположенных вдоль периметра формы профилированных трубок через канал вяла 6 центрифуги. При этом происходило удаление газов из полостей формы и дегазация литого материала отливок.

При выборе угла наклона траверсы в предложенных пределах 3 — 15 отклонение струи от оси сливного желоба в процессе центробежной заливки составляет 0,8 — 1,8 мм, т.е. практически весь объем наплавляемого металла заливали в форму беэ разбрызгивания и потерь. Причем заполняемость формы расплавом сосгавляла 95,5 — 98,5;4, что значительно выше по сравнению с данными по прототипу — 94,6;4 при частичной потере геометрии фор .ы и удовлетворяет требованиям технологии литья ювелирных иэделий.

Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности за счет использования в процессе центрифугирования ковшей различной емкости в одном и том же устройстве, а также обеспечивает повышение качества отливок путем улучшения заполняемости формы с 94,6g, при частичной потере геометрии формы до

96,5-98,4 4 при сохранении геометрии формы отливки по сравнению с извест ым способом согласно прототипу.

Формула изобретения

1. Способ центробежного литья ювелирных изделий преимущественно с тонкой стенкой и максимальными узлами из благородных металлов и сплавов в защитной атмосфере, вкл очающий приведение во вращение формы центрифугированием и заполнение ее расплавом из тигля, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения качества отливок путем улучшения заполняемости полости формы, перед началом вращения форму и тигель с расплавом наклоняют в вертика-,üíîé плоскости на угол 3-15 и, вращая форму с ускорением, снижают отклонение струи металла при на1827321

18345 Г Я b ff 7 f0

Составитель H.Ðîìàøîâà

Редактор В.Трубченко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2342 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, ул.Гагарина, 101 чальном тангенциальном ускорении, демпфируя упругой связью, охватывающей шарнирное соединение кинематических

Звеньев вращения, и производят заливку формы, вакуумируя ее во время заполнения литникового канала расплавом.

2. Устройство центрЬЮЬжно ю литья ювелирных изделий бфЗ ь4 уц щвунб с тонкой стенкой и максимальными, уалами из благородных металлов и сплавов в защитной атмосфере, содержащее центрифугу, смонтированную на Сханине в корпусе, закрытом кожухом, а также размещенные в корпусе индуктор с преобразователем частоты, имеющий систему охлаждения и средства подвода и выхлопа защитной атмосферы, причем центрифуга выполнена в виде имеющего возможность вращения на вертикальном валу рычага с траверсой, на которой закреплена форма с плавильным тиглем и на другом конце — противовес, а индуктор установлен на качающейся рукоятке соосно с тиглем и подключен к преобразователю частоты. состоящему из генератора с батареей конденсаторов, от5 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения качества отливок путем улучшения заполняемости полости формы, оно снабжено узлом вакуумирования.формы в виде про10 филированных трубок, симметрично расположенных вокруг формы по ее длине и соединенных с вакуум-системой через канал, выполненный в вале центрифуги, а часть поворотного рычага, несущая форму с

15 узлом вакуумирования и тигель, выполнена в виде шарнирно подвижной в вертикальной и горизонтальной плоскостях траверсы, которая в месте расположения шарнира связана в горизонтальной плоскости с пово20 ротным рычагом упругой связью в виде пружинного демпфера.