Устройство для изготовления слитков направленной кристаллизацией

 

@се с79нтне теФ

Ф Ф

1 1

Союз Советскнз.

Сецналнстнчесмнк

Республик

И GA Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ о >770654

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву.9 560698 (51)м. КЛ.3

В 22 0 27/04 (22) Заявлено 010678 (23) 2622300/22-02 с присоединением заявки 89—

Госуяарстаенный комитет

СССР но делам изобретений н откр ытн и (23) Приоритет

Опубликовано 151080.Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 201080 (53) УДК621.746.

° 589 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П. И. Вершинин, Л. И. Фирсин, В. С. Крюков и Ю. Н. Бакрин

Владимирский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛИТКОВ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЯ

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к устройствам для изготовления слитков направленной кристаллизацией.

По основному авт. св. 9 560698 известно устройство, содержащее форму с поддоном, установленную в водонаполняемай бак, и контурный нагреватель, расположенный на поплавке. В нижней части бака имеются отверстия для впуска и выпуска воды. После прЕдварительного разогрева форьы и заливки металла осуществляется подьем поплавка и расположенного на нем нагре- f5 вателя за счет подъема воды в баке (11 . В процессе направленного эатвердевания снизу вверх за счет интенсивного охлаждения форьы по мере подьема воды в баке нижняя часть слитка 20 имеет металл высокого качества. Это обеспечивается хорошей подпиткой нижней части слитка за счет металлостатического напора верхними жидкоподвижными слоями. По мере роста затвер- 25 девшей зоны слитка металлостатический напор уменьшается, и верхняя зона оказывается пораженной усадочной по ристостью, что снижает качество литого металла. 30

При литье сплавов с широким интервалом температуры кристаллизации, например оловянистой бронзы, склонной к образованию усадочной пористости, применяют прибыли необоснованно больших размеров, питающие способности которых невелики из-за довольно обширной зоны твердо-жидкого металла °

Целью изобретения является уменьшение усадочной пористости слитков для повышения выхода годного.

Цель достигается тем, что форма устройства снабжена крышкой с затвором, в центре которой выполнено сквозное отверстие, сообщенное с газопроводом, а затвор состоит иэ захватов и брусков, укрепленных соответственно на крышке и форме и сопряженных между собой по поверхностям, расположенным под углом, меньшим угла трения, причем бруски выполнены иэ материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала захватов.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, в разрезе; на фиг. 2— форма, в разрезе; на фиг. 3 — то же, разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг. 3.

770654

19

Формула изобретения

45 бО

Устройство;содержит форму 1 с облицовкой 2 иэ огнеупорной смеси и поддоном 3, закрытую съемной крышкой

4 с газопроводом 5 через уплотнительную прокладку 6. На крышке 4 закреплен ряд захватов 7, входящих в зацепление с удлиненными брусками 8 за .нижние, скошенные под углом торцы, причем бруски выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов захватов.

Так как бруски и захваты расположены в зоне температур 700-900 С, они выполнены из тугоплавких сплавов, например из сплавов марки 27Н25К (27%

Ni; 25% Со; остальное Мо и Ч), 80НМВ (80% Ni; остальное Ио и W), 93 ЦТ (93% Zr и 7ЪТi).

Форма помещена в водонаполняемый бак 9, а вокруг Формы помещен контурный нагреватель 10, установленный на поплавке 11 и скрепленный с ним. В нижней части бака 9 имеются патрубки

12 и 13 соответственно для впуска и выпуска воды с вентилями 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Поворотом крышки 4 на некоторый угол захваты 7 с некоторым предварительным усилием натяга входят в зацепление с удлиненными брусками 8 по наклонной плоскости с углом наклона, меньшим .угла трения, для предотвращения саморазъединения от подъемной силы, действующей на крышку от внутреннего газового давления. На основании сказанного угол наклона торцовой поверхности удлиненных брусков

8 и внутренней поверхности захватов

7 выбирают из условия выполнения неравенства t g Ы «са f, где f — коэффициент трения материала захватов о материал брусков (зависит от состояния поверхности их стыка„ которая в свою очередь зависит от степени окисленности — числа нагревов); о — угол наклона.

После предварительной затяжки, предварительного разогрева формы 1 и заливки металла 16 производится подача газа в полость 17 формы через газопровод 5 и осуществляется подъем поплавка 11 с нагревателем 10 за счет подъема уровня воды в баке 9.

По мере подъема нагревателя форма 1 входит в его шахту, и осуществляется прогрев верхней части формы, вследствие чего бруски 8, имеющие большее тепловое удлинение, оказывают заклинивающее действие, обеспечивающее еще большую герметизацию форьы.

Проверку подбора материала для брусков 8 и захватов 7 производят используя следующее неравенство:

У=6

6р м» .где g — величина необходимой деформации (сжатия) прокладки (задается из конструктивных соображений, принимая во внимание пластичность материала прокладки и чистоту обработки верхней кромки изложницы);

ho< = о(ц — — разница в коэффициЬах ентах линейного расширения материала брусков и захватов; начальная длина брусков, равная длине захватов; - с — величина избыточного перегрева относительно начальной температуры.

Например, если материалом брусков служит сплав 27Н25К Ы = 16,4 х х 10 град", материалом захватов сплав 75НХВГ о = 9,5 10 град и начальная длина брусков и захватов

0,1 м, то при нагреве до 800 С прокладка деформируется на сР =ь х

x о >t - =10ь,10- 800. 6 9

0,56 мм, а для пары 27H25K — 93ЦТ— на сР = 10 10 ° 8 . 10 ° 9,8 = 0,8 мм

Дополнительно к эффекту направленного теплоотвода и, как следствие, направленной кристаллизации слитка и направленного питания жидкости фазой межкристаллитных пор действует избыточное газовое давление.

После кристаллизации металла 16 открывается вентиль 15, а вентиль 14 закрывается, вода иэ бака 9 спускается, а форма 1 разгерметизируется в обратной сборке последовательности.

Далее устанавливается новая форма и процесс повторяется.

1. Устройство для изготовления слитков направленной кристаллизацией по авт. св. Р 560698, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения усадочной пористости слитков для повышения выхода годного, форма снабжена крышкой с затвором, в центре которой выполнено сквозное отверстие, сообщенное с газопроводом.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что затвор состоит из захватов и брусков, укрепленных соответственно на крымске и форме и сопряженных между собой по поверхностям, расположенным под углом, меньшим угла трения, причем бруски выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала захватов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 560698, кл. В 22 0 27/04, 1975.

770654

Составитель 3 ° Тюрина

Редактор Н. Корченко Техред Е. Гаврилешко Корректор В. Бутяга

Заказ 7343/11

Тираж 889

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4