Способ получения отливок в кокиле

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает сборку кокиля, нагрев стенок кокиля до заданной температуры с помощью тепловой трубы, заливку металла в кокиль. При достижении зоной охлаждения тепловой трубы температуры t0=(0,3-0,5)·tмет, где tмет - температура разливаемого в кокиль металла, в кожух тепловой трубы подают водовоздушную смесь плотностью 50-100 кг/м3 со скоростью 3-7 м/с, что вызывает вибрацию тепловой трубы с частотой 30-180 колебаний в минуту. В результате зарождающиеся на стенке тепловой трубы центры кристаллизации отрываются и попадают в металл. После переохлаждения металла производят извлечение тепловой трубы, разборку кокиля. Достигается ускорение процесса кристаллизации металла в кокиле. 2 ил.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разливке металла в кокиль.

Известен способ получения отливок в кокиле (патент RU №2424872), включающий нанесение защитного покрытия, сборку кокиля, заливку металла в кокиль, охлаждение металла до заданной температуры, разборку кокиля, извлечение отливки, причем охлаждение залитого металла до заданной температуры осуществляют с помощью тепловой трубы в виде гребенки с зонами нагрева и охлаждения, которую устанавливают в кокиль перед заливкой металла, после достижения зоной охлаждения температуры t0=(0,3-0,5)·tмет, где tмет - температура разливаемого в кокиль металла, осуществляют принудительное охлаждение тепловой трубы газообразным теплоносителем, после переохлаждения металла производят извлечение тепловой трубы.

Недостаток известного способа получения отливки в кокиле заключается в недостаточной эффективности работы тепловой трубы, выполненной в виде гребенки с зонами нагрева и охлаждения, вследствие того, что не определены оптимальные параметры водовоздушной смеси, и, как результат, недостаточная эффективность охлаждения залитого металла.

Заявляемый способ направлен на создание высокоэффективного процесса охлаждения и кристаллизации металла.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого способа, заключается в увеличении центров кристаллизации и повышении скорости охлаждения отливок.

Заявляемый способ характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: нанесение защитного покрытия; сборка кокиля; заливка металла в кокиль; охлаждение металла до заданной температуры осуществляют с помощью тепловой трубы, выполненной в виде гребенки с зонами нагрева и охлаждения, которую устанавливают в кокиль перед заливкой металла; после достижения зоной охлаждения температуры t0=(0,3-0,5)·tмет, где tмет - температура разливаемого в кокиль металла, осуществляют принудительное охлаждение тепловой трубы газообразным теплоносителем путем подачи его под кожух тепловой трубы, после переохлаждения металла производят извлечение тепловой трубы; разборка кокиля.

Отличительные признаки: подают в зону охлаждения тепловой трубы водовоздушную смесь со скоростью 3-7 м/с при плотности смеси 50-100 кг/м3.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Экспериментально было доказано, что при принудительном охлаждении тепловой трубы газообразным теплоносителем в виде водовоздушной смеси плотностью 50-100 кг/м3, подаваемой в кожух тепловой трубы со скоростью 3-7 м/с, возникают колебания тепловой трубы с частотой f=30-180 колебаний/минуту. В режиме вибрации тепловой трубы создаются благоприятные условия для процесса кристаллизации залитого в кокиль металла, за счет отрыва зарождающихся на стенке тепловой трубы центров кристаллизации и попадания их в металл. Подготавливается поверхность тепловой трубы к зарождению новых центров кристаллизации, а также облегчается извлечение из металла тепловой трубы в конце процесса.

Подача в зону охлаждения тепловой трубы водовоздушной смеси со скоростью υ<3 м/с не обеспечивает эффективного конвективного теплообмена с зоной охлаждения, а соответственно, не достигается требуемая частота вибраций тепловой трубы.

Подача в зону охлаждения тепловой трубы водовоздушной смеси со скоростью υ>7 м/с приводит к нерациональному увеличению расхода водовоздушной смеси и затрат электроэнергии на ее подачу.

Уменьшение плотности водовоздушной смеси ρ<50 кг/м3 не обеспечивает отвода от зоны охлаждения тепловой трубы требуемого количества тепла, а соответственно, не достигается частота вибрации тепловой трубы f=30-180 колебаний/минуту.

Увеличение плотности водовоздушной смеси ρ>100 кг/м3 затрудняет подачу смеси через кожух тепловой трубы и увеличивает опасность процесса получения отливок в кокиле по причине попадания воды в разливаемый металл.

На фиг. 1 приведен внешний вид устройства для реализации заявляемого способа получения отливок в кокиле, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из тепловой трубы 1 с теплоносителем 2 (например, нафталин), с зоной нагрева 3 и охлаждения 4, механизма перемещения 5, кокиля 6 с первой парой стенок 7, изготовленных в виде тепловых труб с зоной нагрева 8 и зоной охлаждения 9, второй парой стенок 10, механизма разъема кокиля 11, станины 12, кожуха 13 тепловой трубы, термопар 14-17, подключенных в систему автоматического управления подогревом кокиля и охлаждения кокиля до заданной температуры.

Предварительно с использованием зоны нагрева 8 осуществляют подогрев до заданной температуры первой пары стенок 7 с зоной охлаждения 9, изготовленных в виде тепловых труб, и одновременно и второй пары стенок 10, находящихся в плотном контакте со стенками 7 в кокиле 6, фиксируемый термопарами 14-17 системой автоматического управления. В кокиль 6 при помощи механизма перемещения 5 устанавливается тепловая труба 1 с находящимся в ней определенным количеством теплоносителя 2, содержащая зону нагрева 3 и охлаждения 4. После подогрева стенок кокиля 6 до заданной температуры в него производят заливку металла.

Способ осуществляется приведенным устройством следующим образом.

При разливке в кокиль 6 алюминиевого сплава с температурой tмет=730°С, осуществляется разогрев зоны нагрева 3 тепловой трубы 1 и испарение в ней теплоносителя 2. Образующиеся пары теплоносителя 2 поступают в зону охлаждения 4 тепловой трубы 1, где конденсируются с выделением скрытого тепла фазового перехода. После достижения зоной охлаждения 4 тепловой трубы 1 температуры t0=280-330°С в кожух 13 тепловой трубы 1 через патрубок 18 подают водовоздушную смесь плотностью 50 кг/м3 со скоростью 5 м/с, выходящую через патрубок 19, что приводит тепловую трубу в режим вибрации с частотой f=60 колебаний/минуту. В результате зарождающиеся на стенке тепловой трубы 1 центры кристаллизации отрываются от нее и попадают в металл, а поверхность тепловой трубы 1 освобождается для зарождения новых центров кристаллизации. Также облегчается извлечение из металла тепловой трубы 1 при разборке кокиля 6.

Способ получения отливок в кокиле, включающий нанесение защитного покрытия, сборку кокиля, заливку металла в кокиль, охлаждение металла до заданной температуры с помощью тепловой трубы с зоной нагрева и охлаждения, которую устанавливают в кокиль перед заливкой металла, при этом после достижения зоной охлаждения тепловой трубы температуры t0=(0,3-0,5)·tмет, где tмет - температура разливаемого в кокиль металла, осуществляют принудительное охлаждение тепловой трубы теплоносителем путем подачи его в кожух тепловой трубы, после переохлаждения металла производят извлечение тепловой трубы, разборку кокиля, отличающийся тем, что в кожух тепловой трубы теплоноситель подают в виде водовоздушной смеси плотностью 50-100 кг/м3 со скоростью 3-7 м/с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству. .
Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для получения отливок прямоугольного сечения с соотношением длины и ширины, равным 3-7. .

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок из лигатуры. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамической вставки для формирования в процессе литья в корпусе бурового инструмента полости для установки сменной детали. Керамические частицы измельчают до диаметра меньше чем 150 мкм, а частицы смолы - до диаметра меньше чем 100 мкм. Из измельченных керамических частиц и частиц смолы готовят порошковую смесь, вводят ее в литейную форму, имеющую полость, образующую требуемую сменную деталь, например буровое долото или сопло. Затем осуществляют уплотнение смеси и отверждение смолы. Вставка может содержать армирующие волокна или графитовый сердечник и керамическую оболочку. Армирующие волокна вводят в порошковую смесь перед ее уплотнением. Для получения графитового сердечника в литейную форму вводят цилиндрический графитовый элемент и засыпают порошковую смесь так, чтобы графитовый элемент был заключен в нее. Обеспечивается получение керамической вставки с оптимальной механической прочностью, облегчение удаления из отливки вставки без ее разрушения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению деталей, имеющих полости, например, каналы для охлаждающего агента или смазки. Формирование таких полостей осуществляют с применением растворимых стержней. Для свободного размещения стержня в форме для литья и поддержания его предложено устройство, представляющее собой поддерживающую трубку 3, которая имеет суженную цилиндрическую часть 5. Суженную цилиндрическую часть 5 вставляют в подлежащий удержанию стержень 1. Поддерживающая трубка 3 может быть вставлена в еще одну трубу или в стенку кокиля, или в другой стержень. После затвердевания отливки, трубка обеспечивает доступ к стержню для растворения и вымывания его растворителем. Устройство может быть использовано для стержней, имеющих малое сечение, при этом обеспечивается надежное удержание стержня. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Жидкий металл заливают в металлическую форму, состоящую из раскрывающихся сегментов, и выдерживают для формирования затвердевшей корки в виде стакана. Сегменты формы раскрывают и корку с расплавом затапливают охладителем на 0,65-0,85 ее высоты. Охлаждают ее до температуры от 200 до 400°С, удаляют охладитель и извлекают из формы заготовку. Обеспечивается изготовление заготовок с высокодисперсной микроструктурой. 2 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к литейному производству. Устройство содержит разъемный полый корпус, в котором посредством проставок образован литниковый капал. Корпус образован разъемными боковыми стенками, верхней и нижней крышками, прикрепленными к боковым стенкам. Проставки в корпусе установлены с возможностью съема. Сверху или снизу относительно каждой проставки установлен ограничитель, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения относительно проставки. В верхней крышке предусмотрены элементы, один из которых предназначен для соединения литникового канала с емкостью для материала образцов, а другой - для соединения литникового канала с вакуумным насосом. Обеспечивается получение качественных образцов без брака и без дополнительной их обработки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к изготовлению крупнотоннажных разностенных чугунных отливок типа втулок, преимущественно втулок цилиндров мощных судовых дизелей. Литейная форма состоит из нижней части 1, средних частей 2,3,4,5, верхней части 10, центрального стержня 7 с каркасом в виде трубы 8 с отверстиями для выхода газов, стержня 9 с элементами литниковой системы, литниковой чаши 13 и системы подачи хладагента в полость центрального стержня. Форма выполнена из формовочных смесей, теплоаккумулирующая способность которых возрастает в направлении уменьшения толщины стенки отливки, которая составляет 1,5…2,0 от толщины стенки отливки в соответствующем сечении. Средние части формы в области наиболее массивных частей отливки снабжены холодильниками. Общая масса холодильников составляет 0,07…0,14 от массы отливки в соответствующем сечении. Расстояние между отдельными холодильниками не превышает их ширину в поперечном сечении. Направленное затвердевание металла способствует устранению рыхлот в отливке, а ускоренное охлаждение металла обеспечивает получение перлитной структуры чугуна на рабочей поверхности отливок, измельчение структуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к литейному производству. Устройство содержит металлическую изложницу, выполненную в виде тепловой трубы с зоной нагрева и охлаждения, и закладной стержень. В стенках металлической изложницы выполнены цилиндрические пеналы для установки трубчатых электронагревателей в количестве n=3-8. Зона охлаждения металлической изложницы выполнена оребренной. Термопары в зоне нагрева и охлаждения подключены к системе автоматического отключения трубчатых электронагревателей. Обеспечивается повышение плотности и равномерности структуры металла в литом протекторе. 2 ил.

Изобретение относится к корпусу (1) подшипника для подшипника качения, выполненному с внутренним проходом (7) с впускным отверстием (8) и выпускным отверстием (10) для охлаждающей среды. Корпус (1) представляет собой цельнолитой элемент с проходом (7) для охлаждающей среды, полностью встроенным в изделие корпуса (1). Также заявлена линия прокатки для машины непрерывного литья, содержащая упомянутый корпус (1). Технический результат: увеличение срока службы корпуса подшипника, и гарантирует при изготовлении отсутствие возможных проблем качества изделия, главным образом трещин и проблем коррозии, вызванных сварными швами. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Разъемный кокиль имеет две стороны разъема, на каждой из которых выполнено по две половины шара. С одной стороны разъема выполнены литники для соседних половин шара с наклоном к вертикальным осям соответствующих половин шара с образованием при взаимном пересечении общего литника. Нижняя стенка полукокиля выполнена с толщиной, составляющей 0,36÷0,40 диаметра половины шара, а угол наклона внутренних сторон литников к вертикальным осям соответствующих половин шара составляет 36÷38°. Обеспечивается повышение производительности при отливке мелющих шаров и повышение качества мелющих шаров. 2 ил.

Объектом изобретения является форма, нагреваемая за счет индукции, содержащая по меньшей мере одну нижнюю часть и одну верхнюю часть, ограничивающие полость. В полость формы загружают предназначенный для формования материал, нагреваемый до температуры Ttr, превышающей 20°C, где его затем формуют. При этом по меньшей мере одна из частей формы содержит зону теплопередачи с формуемым материалом. Зона теплопередачи содержит по меньшей мере одну подзону теплопередачи, выполненную из по меньшей мере одного ферромагнитного материала с точкой Кюри Tc, находящейся в пределах от 20 до 800°C, входящую в контакт с формуемым материалом и/или с неферромагнитным покрытием, имеющим удельную теплопроводность, превышающую 30 Вт·м-1·К-1. Изобретение касается также способа изготовления форм в соответствии с изобретением и способа изготовления изделия из пластического или композиционного материала при помощи форм в соответствии с изобретением. Технический результат, достигаемый при использовании форм, изготовленных по изобретению, с помощью способа по изобретению для изготовления изделия из пластического или композиционного материала, заключается в упрощении формы при ее изготовлении, позволяющей сгладить неоднородность температуры формования, а способ изготовления форм позволяет легко модулировать искомые магнитные и/или термические характеристики. 7 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 пр.

Изобретение относится к литейному производству

Наверх