Литейная стопочная форма

 

С А Н И Е (ii)772701

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

Ф

--- Р (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2741648/22-02 (5 I ) M. Кл.

В 22 Р 15/00 с присоединением заявки Ж—

Государственный комитет (23) Приоритет (53 у УД К 621.746..043(088.8) ис делан изобретений и открытий

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень .%39

Дата опубликования описания 25.10.80

А. И. Траченкр (72) Автор изобретения

i ъ . т" ." г »

Всесоюзный научно-исследовательский и проектнфтехнологический институт горного машиностроенйя (7!) Заявитель (54) ЛИТЕЙНАЯ СТОПОЧНАЯ ФОРМА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к оборудованию и технологической оснастке кокильного литья.

Известна стопочная форма, включающая секционные кокили, крышку и цент5

° ровой песчаный стержень, образующий полость стояка с системой лятниковык ходов к полостям форм и с выступами, образующими местные пережимы попереч1О ного сечения стояка fl).

Недостатком такой стопочной формы является то, что разобщение металла в нолости стояка по высоте формы происходит не сразу, не в первоначальный момент после окончания заливки, а по истечении довольно продолжительного промежутка времени, когда в местных пережимных сечениях полости стояка произойдет кристаллизация, затвердевание металла.

В связи с этим значительная часть расплава из верхних полостей стояка перетекает в нижние полости, в результате чего отливки в нижних секционных кокилях подпитываются качественно, причем значительная часть металла в нижних полостях стояка остается неиспользованной, т. е. здесь. имеет место ненужный, непроизводительный перерасход металла, тогда как верхние секционные отливки остаются неподпитанными.

Цель изобретения — повышение эффективности разобщения металла в полости стояка по высоте формы и улучшение технологических возможностей формы.

Поставленная цель достигается тем, что пережимные выступы со стороны верх- них поверхностей снабжены вертикально установленными центровыми полыми стаканами, верхние торцы которых в промежуточнык полостях стояка расположены под нижними поверхностями смежных верхних пережимных выступов, а верхний торец. стакана в верхней полости стояка расположен ниже верхнего торца центрового стержня.

Предлагаемая конструкция позволяет разобщить металл в полости стояка по

3 77270 высоте формы без кристаллизации послед него в пережимных сечениях полости стояка, когда металл находится еще в жидком состоянии, На фиг. 1 схематически изображена линейная стопочная форма в сборе, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Е-Б на фиг. l; на фиг. 4 - стопочная форма в сборе совместно с залитым металлом, сразу после 1р заливки; на фиг. 5 - то же, в первоначальный момент кристаллизации расплава; на ,фиг. 6 - то же, на финишной стадии кристаллизации.

Литейная стопочная форма состоит из 15 секционных кокилей 1,2 и 3 с полостями 4,5 и 6 для секционных отливок, крышки 7, центрового стержня 8 с пере« жимными выступами 9 и 10, вертикальными полыми стаканами 11 и 12, лит.ииковыми ходами 13, 14 и 15.

Полость стояка в стержне 8 разделена пережимными выступами 9 и 10 и вертикальными полыми стаканами 11 и

12 на полости прибылей 16, 17 и 18 и г5 пережимные полости 19 и 20 поперечного сечения стояка.

Секционные кокили 1 - 3 предназна- чены для формирования в их полостях

4 - 6 секционных отливок, пережимные полости 19 и 20 служат для подачи расплава в нижние секционные формы при заливке, литниковые коды 13 - 15 — для поступления жидкого металла при заливке в полости 4 - 6 для секционных от- з5 ливок, полости прибылей 16 - 18 - для накопления в них жидкого металла с целью подпитки секционных отливок при их кристаллизации.

В качестве примера на чертежак пред- щ ставлена трехсекционная стопочная форма, в которой основные элемента-детали имеют форму тел вращения, при этом количество элементов ограничено небольшим числом: секционных кокилей . три, первжимных выступов два, вертикальных полых выступов два, полостей прибылей три, литниковых ходов по два в каждой секционной форме.

Первжимные выступы со стороны веркних поверхностей снабжены вертикальны ми полыми стаканами вокруг местных пережимов поперечных сечений полости стояка, в частности пережимной выступ

9 со стороны верхней поверхности 21 снабжен вертикальным стаканом 11 вокpyt местного пережима поперечного сечения полости 19 стояка, пережимной выступ 10 со стороны веркнвй поверхности 22 снабжен вертикальным полым стаканом 12 вокруг местного пережима поперечного сечения полости 20 стояка.

При этом верхние торцы вертикальных полых выступов в промежуточных полостях стояка расположены ниже нижних поверхностей смежных верхних пережимнык выступов, в частности верхний торец 23 вертикального полого стакана 11 в промежуточной полости стояка расположен ниже нижней поверхности 24 смежного верхнего пережимного выступа 10, а верхний торец 25 вертикального полого стакана 12 в верхней полости стояка расположен ниже верхнего торца 26 центрового стержня 8.

Сборку стопочной формы осуществляют путем последовательной установки друг на друга секционных кокилвй 1 - 3, простановки центрового стержня 8 (который может состоять из отдвльнык частей), установки и закрепления крышки 7.

Необходимая точность фиксирования секционных кокилей и крышки 7 относительно друг друга достигается за счет выполнения соответствующих цилиндрических или конических замков в секционных кокилях по поверхностям разъема. Выпол- нение цилиндрических или конических замков (на фиг. 1, 4-6 показаны одноступенчатые цилиндрические замки) в секционных кокилях 1 - 3 и крышке 7 со стороны плоскостей разъема является наиболев .целесообразным, так как достигается наибольшая точность фиксации, следовательно,- наибольшая точность секционных отливок в силу того, что исключаются смещения секционных кокилей и крышки относительно друг друга и этим самым предотвращается образование перекосов в секционных отливках. При этом учитываются в наибольшей степени колебания размеров секционных кокилей за счет изменения температурных коэффициентов линейного расширения при нагревании - охлаждении элементов формы залитым металлом.

В твх случаях, когда стопочная форма имеет большую высоту, центровой стержень 8 с целью удобства сборки выполняют составным и тогда сборку формы осуществляют постепенным наращением путем поочередного чередования установки секционных кокилвй и отдельных частей центрового стержня 8.

Заливку стопочной формы (фиг. 4) осуществляют путем подачи жидкого ме талла 27 в верхнюю полость прибыли теплопровоцность металлических секционных кокилей и крышки, и расплав в полостях прибылей 16 — 18 окружен стенками элементов песчаного стержня 8, то при этом обеспечиваются благоприятные условия цля получения плотных секционных отливок 34, 35 и 36, тяк кяк подпитывающий металл в полостях прибылей 16 — 18 наиболее длительное время находится в жицком состоянии и затвердевает в послецнюю очередь — после расходования большей части HB подпитку отливок (фиг. 5 и 6).

Из-аа наличия вертикальных полых выступов предлагаемая стопочная форма позволяет производить разобщение металла, залитого в форму, в полостях стояка по высоте формы в первоначальный момент заливки, когда металл находится в жидком состоянии, что имеет большое практическое значение, тяк как строго гарантируется распределение подпитывающих цоз, порций расплава по секционным формам, причем это происходит независимо or величин местных пережимов поперечного сечения полостей стояка, которые являются мерой пропускной способности расплава при заливке стопочной формы.

Следовательно, предлагаемая стопочная форма позволяет выбирать расчетные величины местных пережимов поперечных сечений стояка и этим самым обеспечивает необхоцимую пропускную способность расплава, благоцяря чему выполняется соблюдение важнейшего технологического napaMerpa — скорости заполнения расплавом полостей форм поц отливки, что является главным условием получения высококачественных отливок.

Литейная стопочная форма включаю щая секционные кокили, крышку и центро» вой песчаный стержень, образующий полость стояка с системой литниковых ходов к полостям форм и с выступами, образующими местные пережимы поперечноного сечения стояка, or. л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности разобщения металла в полости.стояка по высоте формы и улучшения технологических возможностей формы, пере жимные выступы с о стороны верхних поверхностей снабжены вертикально установленными центровыми полыми ста« канами, верхние торцы которых в проме5 7727C 1

18, лри этом жидкий металл 27 заполняет все полости формы: секционные полости 4 — 6 для отливки, литниковые коды 13 - 15, полости прибылей 16— . 18 и пережимные полости 19 и 20 поперечного сечения стояка.

В первоначальный момент, когда уровень жидкого металла 27 находится выше верхних торцов 23 и 25 вертикальных полых стаканов 11 и 12, все сек- 10 ционные формы являются сообщенными сосудами.

В дальнейшем процессе пребывания расплава и стопочной форме происходит значительное уменьшение его объема 15 вслецствие понижения температуры при охлаждении и частичной кристаллизации порций металла в полостях секционных отливок, в результате чего имеет место интенсивное понижение уровней 28, 29 .20 и 30 зеркала металла в полостях прибылей 16 - 18, при этом уровень 29 и

30 зеркала металла в нолостях прибылей

:17 и 18 опускается ниже верхних горцов 23 и 25 вертикальных полых стаха- 25 нов 11 и 12, пережимные полости 19 и 20 освобождаются от расплава и в этот период происхоцит разобщение залитого расплава по высоте стопочной фор» мы (фиг; 5). После этого все секцион- зо ные формы в стопке являются независимыми друг от друга, так что последую щая кристаллизация металла в них происходит по самостоятельным процессам.

Процесс затвердевания металла в секционных формах протекает в следующей послецовательности.

В первую очередь образуются твердые

:.лои 31, 32 и 33 металла, непосредст- : венно контактирующие с металлическими 4О секционными кокилями и крышкой, так как здесь имеет место ускоренное охлаждение вследствие повышенной теплопроводности, при этом в полостях 4 — 6 кокилей формируются секционные отливки, 45 подпитка которых осуществляется через литниковые ходы 13 — 15 за счет расплава, находящегося в полостях прибылей

16 - 18 (фиг. 5).

В связи. с тем, что в процессе заливки зо через полости прибылей 16 - 18, литниковые ходы 13 - 15 и местные пережимы 19 и 20 поперечных сечений стояка протекает большая масса расплава и все эти элементы центрового стержня 8 подвергаются нагреву практически до температуры расплава, а также в связи с тем, что теплопроводность песчаного стержня 8 значительно меньше, чем

Формула изобретения

772701

7 жуточных полостях стояка расположены поц нижними поверхностями смежных верхних пережимных выступов, а верхний торец стакана в верхней полости стояка расположен ниже верхнего торца центрового стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР по заявке N. 218675 3/02, кл. В 22 D 15/00, 1975.

772701

Составитель Г. Кибовский

Редактор В. Романенко Техред Т.МаточкаКорректор Q. Билак

Заказ 6791/10 Тираж 889 Подписное

ВНрНПН Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35,.Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП, "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4