Устройство для направленной кристаллизации

 

Использование: в литейном производстве при литье отливок в машиностроении. Сущность изобретения: устройство содержит зафутерованный в подвижной части плавильной индукционной печи тигель, разделенный внутренней перегородкой на плавильную полость и сквозную полость, в которую помещена и закреплена литейная форма, выполненный на верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, часть дна тигля, примыкающую к внутренней перегородке и выполненную под углом v к горизонту, при этом поверхность остальной части дна расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности желоба, или выше ее. Вокруг сквозной полости тигля во внутренней перегородке выполнена полость, в которую установлен графитовый муфель. 1 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение при литье фасонных отливок.

Известно устройство для направленной кристаллизации, содержащее литейную форму, установленную на холодильнике и помещенную в нагревательную печь. Холодильник закреплен на механизме перемещения. Для плавки и заливки расплава в форму предусмотрена плавильная печь.

Известно устройство, содержащее зафутерованный в подвижной части плавильной индукционной печи тигель, разделенный внутренней перегородкой на плавильную полость и сквозную полость, в которую помещена литейная форма на поддоне-холодильнике, закрепленном на механизме перемещения, который установлен на раме подвижной части печи, выполненной на верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, часть дна тигля, примыкающую к внутренней перегородке и выполненную под углом ϕ к горизонту, при этом поверхность остальной части дна расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности желоба или выше ее. При использовании известного устройства расплавленный металл в верхней части формы все время интенсивно перемешивается из-за действия электромагнитного поля, возбуждаемого индуктором. Это затрудняет получение ориентированной столбчатой структуры в отливках.

Для устранения перемешивания расплава в той части формы, которая находится в сквозной полости тигля, в устройстве для направленной кристаллизации, содержащем зафутерованный в подвижной части плавильной индукционной печи тигель, разделенный внутренней перегородкой на плавильную полость и сквозную полость, в которую помещена и закреплена литейная форма, выполненный на верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, часть дна тигля, примыкающую к внутренней перегородке и выполненную под углом ϕ к горизонту, при этом поверхность остальной части дна расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности желоба, или выше ее, вокруг сквозной полости во внутренней перегородке выполнена полость, в которую установлен графитовый муфель.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит тигель 1, закрепленный при помощи футеровки 2 в индукторе 3, расположенном в подвижной части плавильной печи, имеющей стандартный механизм поворота. Тигель 1 разделен внутренней перегородкой 4 на сквозную 5 и плавильную 6 полости. Тигель имеет сливной желоб 7 с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, и часть дна тигля, примыкающую к внутренней перегородке 4, выполненную под углом ϕ к горизонту, при этом поверхность остальной части дна расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности сливного желоба 7, или выше ее. След этой плоскости обозначен линией а-а. Устройство также содержит литейную форму 8, помещенную в сквозную полость 5 на поддоне-холодильнике 9, который закреплен на штоках 10 механизма 11 перемещения, установленного на раме 12 подвижной части плавильной печи, и графитовый муфель 13, установленный в полости 14, выполненной во внутренней перегородке 4 вокруг сквозной полости 5. Электромагнитное поле от индуктора 3 замыкается на графитовом муфеле 13 и разогревает его и соотвественно сквозную полость тигля 5. Тем самым расплавленный металл в литейной форме 8 экранируется муфелем 13 и не перемешивается.

Устройство работает следующим образом.

В плавильную полость 6 загружают шихту и ведут процесс ее плавки при помощи индуктора 3. Одновременно в сквозную полость 5 помещают литейную форму 8 и фиксируют ее там при помощи механизма 11 перемещения. Индуктор 3 разогревает (процесс плавки шихты) графитовый муфель 13, который, в свою очередь, нагревает сквозную полость 5 и форму 8, находящуюся там. По окончании плавки и достижении температуры формы 8, равной температуре ликвидуса заливаемого в нее сплава, производят заливку. Для этого подвижную часть плавильной печи поворачивают в сторону сливного желоба 7 на угол ϕ.В конце поворота весь расплав из плавильной полости 6 перетекает в литейную форму 8. Затем устройство возвращают в исходное положение и из сквозной полости 5 литейную форму 8 вытягивают при помощи механизма 11 перемещения со скоростью, которая обеспечивает формирование в отливке столбчатое макростроение. В процессе вытягивания графитовый муфель 13 продолжают постоянно разогревать. Благодаря этому металл в верхней части формы 8, которая находится в сквозной полости 5, поддерживается в жидком состоянии и не перемешивается. По окончании вытягивания формы 8 в плавильную полость 6 загружают очередную порцию шихты и процесс повторяют.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ,содержащее литейную форму, установленную на поддоне-холодильнике, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания, тигель, рамещенный в индукционной плавильной печи, имеющей механизм поворота и сливной желоб, отличающийся тем, что тигель выполнен с внутренней перегородкой, разделяющей его на плавильную полость и сквозную полость, в которой размещена литейная форма, сливной желоб выполнен на верхней части наружной стенки тигля с рабочей поверхностью, расположенной под углом к горизонту, а поверхность остальной части дна расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности сливного желоба или выше ее, при этом вокруг сквозной полости тигля во внутренней перегородке выполнена технологическая полость, в которую установлен графитовый муфель.

РИСУНКИ

Рисунок 1