Способ литья под давлением и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (») 553920

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительный к патенту (51) M. Кл. В 22D 17/00 (22) Заявлено 28.10,74 (21) 2080545/02 (23) Приоритет — (32) 29.10.73 (31) 7338414 (33) Франция

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии

Опубликовано 05.04.77. БюллE.òåнь № 13 (53) УДК 621.74.043.3 (088.8) Дата опубликования описания 29.06.77 (72) Автор изобретения

Иностранец

Робер Порталье (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете де Вант де л Алюминиюм Пешина» (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под давлением преимущественно цветных металлов и сплавов на машинах с холодной камерой прессования.

В известных машинах литья под давлением с холодной камерой прессования заполнение литейной формы происходит за счет подачи в форму жидкого металла из камеры прессования с помощью поршня под давлением, которое обычно составляет несколько сотен бар (1)

Однако конец запрессовки металла сопровождается двумя нежелательными явлениями.

В виду несжимаемости жидкого металла в конце хода поршня возникает гидравлический удар, что приводит к повышенному износу литейной формы и поршня. Кроме того, как только периферийная часть пресс-остатка, затвердевает или становится достаточно густой, сопротивление движению поршня увеличивается до такой степени, что поршень останавливается, хотя центральная часть пресс-остатка остается еще жидкой. Подпитка отливки становится невозможной, что приводит к ооразованию усадочных раковин.

Известна также машина литья под давлением, в которой прессование металла осуществляется при помощи прессующей системы, содер>кащей телескопически расположенные внешний и внутренний поршни. Внутренний поршень в конце стадии прессования оказывает давление на еще жидкую зону пресс-остатка, осуществляя допрессовку металла (2).

Такая конструкция усложняет систему гидропривода, требует точной синхронизации движения поршней, что также приводит к по10 явлению двойного гидравлического удара.

С целью устранения указанных недостатков предлагается допрессовку жидкого металла осуществлять струей сжатого инертного газа, подаваемого из рабочей полости прессующего

15 поршня. Устройство для осуществления предложенного способа снабжено запорным стержнем, установленным с возможностью продольного перемещения в соосных каналах, выполHpííûõ в торцах внешнего и внутреннего пор20 шней, причем в головке стержня, размещенной в канале внешнего поршня, выполнены продольные пазы, соединенные с его рабочей полостью, ограниченной торцом внутреннего поршня и связанной с источником инертного

25 газа.

На фиг. 1 показано устройство для литья под давлснием, общий вид; на фиг. 2 — 4 — последовательные этапы работы устройства в

553920

G0

65 процессе осуществления предложенного способа.

Устройство содержит внешний прессующий поршень 1 с жестко прикрепленной головкой

2, которая в случае износа может заменяться, внутренний прессующий поршень 3, который смонтирован телескопически во внешнем прессующем поршне 1. В головке 2 поршня 1 и в поршне 3 выполнены соосно цилиндрические каналы 4 и 5, в которых установлен запорный стержень 6 с направляющей частью 7. Стержень установлен с возможностью продольного перемещения в каналах. Головка запорного стержня 6 размещена в канале 4 внешнего прессующего поршня 1, в ней выполнены продольные пазы 8, которые соединены посредством пазов 9 и отверстий 10 с рабочей полостью 11 прессующего поршня 1, ограниченной торцом внутреннего поршня 3. Рабочая полость 11 также через паз 12 и канал 13 в поршне 3 соединена с отверстием 14, через которое подают инертный газ под давлением.

Полость 15, расположенная за запорным стержнем 6, связана через канал 16 с отверстием 17, имеющим выход в атмосферу.

Устройство работает следующим образом.

При закрытой пресс-форме жидкий металл или сплав 18 через заливочное окно 19 подается в камеру прессования 20 в таком количестве, чтобы уровень его поднимался выше оси поршня, а пресс-остаток имел бы толщину, гарантирующую более позднее затвердевапие по сравнению с отливкой.

Через отвсрстис 14 жидкий металл проду.вается азотом или каким-либо другим инертным по отношению к нему газом при повышенном давлении от 50 до 500 бар, предпочтительно 100 — 150 бар. Через промежуточный канал 13 и паз 12 это давление азота распространяется на рабочую полость 11 и перемещает прессующий поршень 3 вправо до упора 21. Запорный стержень б также перемещается вправо до тех пор, пока выступ 22 не упрется в торец поршня 1. Так как пазы 8 головки стержня б имеют длину меньшую, чем толщина головки 2 поршня 1, обеспечивается герметизация устройства, и находящийся под давлением газ не может достичь жидкого металла.

Второй этап запрессовки заключается в следующем (фиг. 2).

Прессующие поршни 1 и 3 под действием привода перемещения поступают в камеру прессования 20, проходят заливочное окно 19 и подают жидкий металл в форму. Излишек металла, начинающий застывать на стенках камеры прессования, препятствует движению поршня 1, так как давление прессования в несколько раз превышает начальное давление газа в рабочей полости 11, внутренний прессующий поршень 3 продолжает свое движение вперед, повышая давление в ней. Процесс сжатия в рабочей полости 11 играет роль амортизатора и ослабляет гидравлический

40 удар в системе привода прессующего поршня 3.

После перекрытия поршнем 3 паза 12 обеспечивается герметичность рабочей полости.

При дальнейшем повышении давления на прессующий поршень 3 выступ направляющей части 7 запорного стержня 6 упирается в дно цилиндрического канала 5.

Затем начинается следующий этап технологического процесса (фиг. 3).

По мере дальнейшего увеличения давления запорный стержень 6 подается вперед и его головка проникает в центральную еще жидкую часть прессостатка. Газ, находившийся в сильно сжатом состоянии в рабочей полости

11, под давлением в несколько сотен бар, выходит в камеру прессования, расширяясь, давит на металл, обеспечивая заполнение усадочных раковин по всей поверхности.

По окончании процесса (фиг. 4) отливка затвердела, усадочная раковина локализована в зоне, находящейся в контакте с головкой стержня 6.

Г1рессующая система возвращается в исходное положение. Поршень 3 подается назад с помощью привода. Поршень 1 и запорный стержень 6 должны автоматически вернуться в исходное положение. Однако, поскольку в рабочей полости 11 отсутствует давление газа, то возврат стержня б может не произойти.

Благодаря упору 21 поршень 1 останавливается до окончания обратного хода поршня 3, чем обсспечивается связь рабочей полости 11 поршня 1 через паз 12, канал 13 и отверстие

14 с источником инертного газа. Соединение рабочей полости через канал 16 и отверстие

17 с атмосферой устраняет опасность возникновения воздушных подушек, мешающих движению запорного клапана.

Формула изобретения

1. Способ литья по давлением на машинах с холодной камерой прессования, включающий заполнение формы металлом путем предварительного прессования его при помощи сдвоенного телескопического поршня и последующую допрессовку, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы используемого оборудования и качества отливок, допрессовку затвердевающего металла осуществляют струей сжатого инертного газа, подаваемого из рабочей полости прессующего поршня.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что инертный газ подают под начальным давчением 50 — 500 бар.

3. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее внешний прессующий поршень и телескопически расположенный в нем внутренний поршень, связанный с приводом перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено запорным стержнем, установленным с возможностью продольного перемещения в соосных каналах, выполненных в торцах

553920

З 1О 1г г1

1д 6 г1 2 2g 11

Фиг 1 внешнего и внутреннего поршней, причем в головке стержня, размещенной в канале внешнего поршня, выполнены пазы, соединенные с его рабочей полостью, ограниченной торцом внутреннего поршня и связанной с источником инертного газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ю. А. Степанов и др. «Специальные виды литья», М., 1970, стр. 136 — 141.

2. Патент Франции № 1397882, В 22D, 1965 г.

12

Фиг Ф

11

Составитель А. Кузнецова

Редактор Е. Братчикова Техред А. Камышникова Корректор А. Николаева

Заказ 1061/11 Изд. № 28 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2