Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии. Нагрев металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов регулируют путем размещения нагревательных элементов вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам. Расстояние между нагревательными элементами увеличивается в направлении сверху вниз по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов. Для каждого последующего яруса нагревательных элементов этот коэффициент увеличивается на 0,5. В зонах нагревательных элементов измеряют температуру поверхности формы и, при отклонении ее от заданной для каждого яруса, изменяют теплоотдачу от соответствующих нагревательных элементов. Обеспечивается контролируемая и регулируемая кристаллизация, исключается образование внутренних дефектов в отливке. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при литье крупногабаритных отливок, в частности отливок из магниевых и алюминиевых сплавов.

Известен способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления, включающий нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов (см. напр. А.с. СССР 1323223, В22D 7/00, опубл. 15.07.87).

Недостатком известного способа является неравномерность нагрева формы для литья снизу вверх для создания заданного градиента температур и не обеспечивает контролируемый и регулируемый процесс кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и устройства для его осуществления для обеспечения заданного градиента температур и контролируемого и регулируемого процесса кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.

Поставленная задача решается тем, что в способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, включающем нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов, нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, при этом устройство для регулирования нагреваметаллических форм при литье крупногабаритных отливок содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной, тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.

Поскольку нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, при этом устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры всоответствующем ярусе от заданной, тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%, обеспечивается заданный градиент температур и контролируемый и регулируемый процесс кристаллизации без образования внутренних дефектов в отливке.

Устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов содержит нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5. Напротив нагревательных элементов установлены термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной.

Тепловые элементы могут быть выполнены в виде инфракрасных горелок, а каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.

Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов осуществляют следующим образом.

Не заполненную расплавом металлическую форму, кокиль, нагревают посредством нагревательных элементов, выполненных, в частности, в виде инфракрасных горелок, имеющих теплоизлучающие сетки, нагреваемые смесью природного газа и воздуха заданного состава, которые размещены в зависимости от размеров формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающимся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5. Измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, приотклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи от одного или нескольких соответствующих нагревательных элементов, вплоть до отключения одного или нескольких нагревательных элементов. Расстояние L между первым и вторым ярусами нагревательных элементов было определено опытно-экспериментальным путем для конткретных типоразмеров кокилей предназаченных для литья крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов и представляет наше ноу-хау. Использование на инфракрасных горелках теплоизлучающих сеток с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или пористых насадок с объемной пористостью 60-70%, подобранных так же опытно-экспериментальным путем, позволило обеспечить высокую концентрацию тепловых потоков в заданном направлении. После прогрева формы и подтверждения системой контроля температуры о достижении заданных температур по высоте формы производится залив расплава.

Устройство для регулирования нагрева металлических форм может быть снабжено системой автоматической подачи смеси природного газа и воздуха, которая имеет возможность не только подавать заданный состав смеси, но и изменять его в зависимости от необходимой регулировки температур.

1. Способ регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, включающий нагрев поверхности металлических форм с различной температурой по их высоте посредством нагревательных элементов, отличающийся тем, что нагрев производят нагревательными элементами, которые размещают вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающемся в направлении сверху вниз при более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, измеряют температуру поверхности формы в зонах нагревательных элементов и, при отклонении температуры от заданной для каждого яруса, осуществляют изменение теплоотдачи по меньшей мере от одного соответствующего нагревательного элемента.

2. Устройство для регулирования нагрева металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов, содержащее нагревательные элементы, которые размещены вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам на расстоянии друг от друга, увеличивающемся в направлении сверху вниз при использовании более двух ярусов нагревательных элементов по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов, с увеличением этого коэффициента для каждого последующего яруса нагревательных элементов на 0,5, и установленные напротив нагревательных элементов термопары, соединенные с системой управления тепловой мощностью каждого нагревательного элемента при отклонении температуры в соответствующем ярусе от заданной.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что тепловые элементы выполнены в виде инфракрасных горелок.

4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что каждый нагревательный элемент выполнен с теплоизлучающей сеткой с ячейками, размер которых уменьшается по высоте снизу вверх в соотношении 1 к 2 или с пористой насадкой с объемной пористостью 60-70%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для плавки в вакууме тугоплавких и химически активных металлов. Устройство содержит камеру плавления, охлаждаемый тигель для плавления металлической шихты и очистки от тяжелых и легких примесей получаемого расплава, механизм наклона тигля, электронно-лучевые пушки, расположенные под разными углами по отношению к оси корпусу плавильной камеры, и кристаллизатор для формирования слитка.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к машинам и технологиям литейного производства. Устройство для получения отливок из железоуглеродистых сплавов содержит огнеупорный тигель для расплавления термитной шихты, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса с леткой для скачивания шлака в изложницу и леткой для скачивания железоуглеродистого расплава в литейную форму, и установленное в верхней части тигля устройство для активации окислительно-восстановительной реакции.

Изобретение относится к литью металлов и сплавов с использованием процесса гомогенизации in-situ. Устройство для литья металлических слитков содержит вертикально ориентированный открытый на концах кристаллизатор с прямым охлаждением, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие, подвижную нижнюю плиту, камеру, окружающую стенки кристаллизатора, для размещения первичной охлаждающей среды, подвижную опору для нижней плиты, струйные средства для направленной подачи первой охлаждающей жидкости на наружную поверхность зародышевого слитка, очищающие средства для удаления первой охлаждающей жидкости, форсунки.

Изобретение относится к литейному производству. Сфероидизирующее модифицирование производится одновременно в нескольких заливочных ковшах: в заливочном ковше, установленном на стенде у заливочной чаши, заливкой металла из нескольких промежуточных ковшей, в других - выпуском металла из печей.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для рафинирования стали в агрегатах «ковш-печь» и вакууматорах. Шлакообразующая смесь содержит в качестве флюса отходы производства вторичного алюминия и шлаковую составляющую и дополнительно двууглекислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: двууглекислый натрий 1,0-2,0, отходы производства вторичного алюминия 10,0-30,0, шлаковая составляющая остальное.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для плавления и литья металлического материала. Устройство содержит плавильное пространство, пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством, приемный резервуар, соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, содержащий первую зону выпуска металлического материала в первом положении в приемном резервуаре и вторую зону выпуска металлического материала во втором положении в приемном резервуаре, и по меньшей мере один источник энергии для плавления металлического материала, выбранный из группы, состоящей из электронно-лучевой пушки и плазменного генератора, причем приемный резервуар дополнительно содержит первый проточный канал расплавленного материала, определяемый в первом положении, если по меньшей мере один источник энергии для плавления сконфигурирован и используется для направления энергии в первую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала в первой зоне выпуска, и второй проточный канал расплавленного материала, определяемый во втором положении, если по меньшей мере один источник энергии для плавления сконфигурирован и используется для направления энергии во вторую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала во второй зоне выпуска.

Изобретение относится к металлургии. Разливку металла в условиях плоского фронта кристаллизации осуществляют путем подачи расплавленного металла в полость формы и извлечение слитка.
Изобретение относится к области металлургии. Технически чистый титан выплавляют в плавильной подовой печи, охлаждают с получением титанового сляба и подвергают горячей прокатке.

Изобретение относится к литью металлов и сплавов с использованием процесса гомогенизации in-situ. Способ литья включает подачу расплавленного металла в кристаллизатор с прямым охлаждением выходящего из кристаллизатора слитка, имеющего наружную корку и жидкую сердцевину.

Изобретение относится к металлургии. Слиток для деформирования состоит из прибыли 1 и тела 2, имеющего трехлучевое поперечное сечение.
Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке способа получения отбеленной износостойкой отливки. Изобретение касается способа получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга, включающего изготовление песчано-глинистой формы, установку в форму холодильников, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом устанавливают стальные холодильники объемом 1,5⋅10-8 м3 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности отливки, чугун с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,27-1,59%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02% заливают в сырую песчано-глинистую форму при температуре 1360-1430°С, осуществляют отбел режущей кромки лемеха плуга на глубину 2-3 мм.

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для оплавления боковой поверхности цилиндрических слитков жаропрочных сплавов в металлургических установках с источниками энергии поверхностного действия, например электронно-лучевых.

Изобретение относится к области металлургии. Вакуумная индукционная плавильно-заливочная установка для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой содержит камеру плавильную со сферической крышкой, шлюзовую камеру, блок откатной и охлаждаемый медный подъемный стол.

Изобретение может быть использовано при получении отливок из высокомарганцевых маломагнитных сталей в металлических формах. На рабочую поверхность металлической формы наносят облицовочное защитное покрытие, заливают в литейную форму расплав высокомарганцевой стали с последующим его охлаждением.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью с направленной кристаллизацией. Литейная форма (1) для монокристаллических отливок содержит формообразующую полость (7), стартовую полость (10), включающую первый объем (10а) в виде перевернутой воронки и отдельный второй объем (10b), образующий плинтус в нижней части первого объема.

Изобретение относится к изготовлению литьем по выплавляемым восковым моделям деталей из никелевого сплава со столбчатой или монокристаллической структурой. Способ включает изготовление восковой модели (20) с керамическим стержнем (10), который содержит на продольном конце первую удерживающую опору (14) и на противоположном конце вторую удерживающую опору (16), и изготовление оболочковой литейной формы (30) вокруг модели.
Изобретение относится к литейному производству и касается получения отбеленных износостойких отливок¸ конкретно отливок рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Изобретение относится к области литья, а более конкретно к оболочковой форме, а также к способам изготовления и использования такой оболочковой формы. Оболочковая форма содержит центральный цилиндр, формовочные полости, расположенные в узле вокруг центрального цилиндра, и по меньшей мере один теплозащитный экран, выполненный перпендикулярно упомянутой главной оси.

Изобретение относится к области литья и, в частности, к модели (12) для литья по разовой модели, выполненной в форме лопатки газотурбинного двигателя с хвостовиком (15) и пером (14) с обеих сторон полки (20), которая перпендикулярна основной оси лопатки.

Изобретение относится к литейному производству. Литниковая система содержит приемную чашу 1, вертикальный колодец 2 с дросселирующим элементом 3 и зумпфом 4.

Изобретение относится к области металлургии. Нагрев металлических форм при литье крупногабаритных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов регулируют путем размещения нагревательных элементов вдоль формы по ее высоте не менее чем по двум ярусам. Расстояние между нагревательными элементами увеличивается в направлении сверху вниз по зависимости L×k, где L - расстояние между первым и вторым ярусами нагревательных элементов, а k - коэффициент увеличения расстояния между последующими ярусами, равный 1,5 для второго и третьего ярусов. Для каждого последующего яруса нагревательных элементов этот коэффициент увеличивается на 0,5. В зонах нагревательных элементов измеряют температуру поверхности формы и, при отклонении ее от заданной для каждого яруса, изменяют теплоотдачу от соответствующих нагревательных элементов. Обеспечивается контролируемая и регулируемая кристаллизация, исключается образование внутренних дефектов в отливке. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Наверх