Устройство для направленного затвердевания

 

Использование:в литейном производстве, при литье фасонных отливок в машиностроении для повышения выхода годного литья. Сущность изобретения: устройство содержит установленный в индукторе плавильной печи тигель, имеющий внутреннюю перегородку, разделяющую полость тигля на плавильную полость и сквозную полость, литейную форму на поддоне-холодильнике, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания, выполненный на верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, часть дна тигля, примыкающая к внутренней перегородке, выполнена под углом v к горизонту, при этом поверхность этой наклонной части тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба и выше ее. Нижняя часть сквозной полости выполнена в виде усеченного конуса, верхнее основание которого расположено выше нижнего витка индуктора, а нижнее основание совмещено с литниковой воронкой литейной формы; со стороны, противоположной сливному желобу, в сквозной полости от верхнего основания усеченного конуса выполнены выливной желоб, верхняя поверхность литейной формы совпадает с нижней поверхностью футеровки тигля, сверху тигля расположена крышка. 2 ил.

Изобретение относится к области литейного производства и может найти применение при получении отливок в машиностроении.

Известно устройство для направленного затвердевания отливок.

Данное устройство содержит керамическую форму, установленную на холодильник и помещенную в нагревательную печь. Холодильник смонтирован на штоке и связан с механизмом подъема и опускания формы. Для плавки и заливки расплава в форму предусмотрена тигельная индукционная печь с механизмом поворота /1/.

Целью данного изобретения является повышение выхода годного литья.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Оно содержит тигель 1, установленный в индукторе 2 плавильной печи, имеющей механизм поворота. Тигель 1 имеет внутреннюю перегородку, которая разделяет тигель 1 на сквозную полость 3 и плавильную полость 4. В сквозной полости 3 предусмотрен сливной желоб 5. Рабочая поверхность сливного желоба 5 расположена под углом ϕ к горизонту, под этим же углом выполнена часть дна тигля, примыкающая к сливному желобу 5, при этом остальная поверхность дна тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба или выше ее. Тигель 1 крепится в индукторе 2 при помощи футеровки 6. Литейная форма 7 установлена на поддоне-холодильнике 8, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания 9, смонтированного на раме 10 индуктора 2. Сверху тигель 1 закрыт крышкой 11, для крепления которой предусмотрены струбцины 12. В сквозной полости тигля 3, начиная от верхнего основания усеченного конуса, которым заканчивается сквозная полость, выполнен выливной желоб 13.

Описанное устройство работает следующим образом.

В плавильную полость 4 тигля 1 загружают требуемое количество шихты, закрывают тигель 1 крышкой 11 и начинают плавку. На поддон-холодильник устанавливают литейную форму 7 и прижимают ее с помощью механизма подъема и опускания 9 к нижней поверхности футеровки тигля 1. При этом литниковая воронка литейной формы 6 совмещается с нижним основанием усеченного конуса, которым заканчивается сквозная полость 3 тигля 1. После окончания расплавления металла в плавильной полости 4 тигля 1 устройство отклоняют при помощи механизма поворота в сторону сливного желоба 5 на угол v. При этом положение формы 7 относительно тигля 1 остается неизменным, т.к. система поддон-холодильник 8 и механизм подъема и опускания 9 расположен на раме (каркасе) 10 индуктора 2. При достижении отклонения на угол v весь расплав из плавильной полости 4 тигля 1 выльется в форму 7 и сквозную полость 3, см. чертеж: линия а-а совпадает с линией горизонта по отношению к устройству при повороте его на угол v в сторону сливного желоба 5. Видно, что весь объем плавильной полости 4 находится выше линии а-а, значит в плавильной полости 4 металла нет. После заливки литейной формы 7 устройство возвращают в исходное положение (вертикальное) и начинают разогревать металл в сквозной полости 3 индуктором 2. Разогрев продолжают, пока в форме 7 не затвердеет отливка 14. При этом в сквозной полости 3 выше нижнего витка индуктора 2 металл остается жидким. Это обеспечивает эффективное направленное затвердевание отливки 14 и высокое ее качество. Затем устройство отклоняют при помощи механизма поворота уже в сторону выливного желоба 13 тигля 1, пока весь расплав не выльется из сквозной полости 3 в плавильную полость 4. Наличие крышки 11 предохраняет от слива расплава из плавильной полости 4 наружу. После этого устройство возвращают в исходное вертикальное положение, литейную форму 7 при помощи механизма подъема и опускания опускают выше. Наличие конуса в нижней части сквозной полости 3 тигля 1 позволяет легко выходить из сквозной полости 3 остатков затвердевшей прибыльной части отливки 14. В дальнейшем открывают крышку 11 и в плавильную полость тигля загружают свежую шихту в требуемом количестве с учетом вылившегося в плавильную полость тигля расплава от предыдущей плавки. Далее процесс повторяют.

Если необходимо перед самой заливкой взять пробу расплавленного металла из плавильной полости 4 тигля 1, или повести модифицирование, то для этого в крышке 11 предусматривается отверстие. В случае, показанном на чертеже, отверстие располагается над сквозной полостью 3, а край отверстия не выходит за линию б-б, совпадающую с касательной, приведенной к рабочей поверхности выливного желоба 13. Это обеспечивает то, что струя расплава при сливе из сквозной полости 3 не выльется наружу.

Устройство позволяет повысить выход годного в отливках, особенно при получении отливок типа роторов. Для таких отливок характерен большой объем прибыли. Это связано с тем, что лопатки по периферии ротора тонкостенные и трудно пропитываются. Поэтому такие отливки характеризуются низким выходом годного. По прототипу выход годного составил 45% Применение предлагаемого устройства позволило повысить устройство и выход годного до 90% при том же качестве литья.

Формула изобретения

Устройство для направленного затвердевания отливок, содержащее установленный в индукторе плавильной печи тигель, имеющий внутренюю перегородку, разделяющую полость тигля на плавильную полость и сквозную полость, литейную форму на поддоне-холодильнике, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания, выполненный в верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом ϕ к горизонту, при этом часть дна тигля, примыкающая к внутренней перегородке, выполнена под углом v к горизонту, а поверхность этой наклонной части тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба или выше ее, отличающееся тем, что оно снабжено крышкой, установленной сверху тигля, нижняя часть сквозной полости тигля выполнена в виде усеченного конуса, верхнее основание которого расположено выше последнего (нижнего) витка индуктора, а нижнее основание совмещено с литниковой воронкой литейной формы, со стороны, противоположной сливному желобу, на внутренней перегородке сквозной полости, от верхнего основания усеченного конуса выполнен сливной желоб, а верхняя поверхность литейной формы сопряжена с нижней поверхностью футеровки тигля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2