Способ литья под низким давлением вформы c горизонтальным раз'емом

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик в831314 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.07.79 (21) 2791426/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51 } М. Кл.

В 22 1.) 18/04

Гееударетвенный комитет

Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.81 (53 } УД К 621. 746. .043 (088.8 } ло делам изввретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. П. Борисов, Ф. М. Котлярский и В.

Институт проблем литья АН Украин. ой ССР -: (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ

В ФОРМЫ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок в формах с горизонтальным разъемом.

В известных способах литья под низким давлением для уменьшения количетства неметаллических включений в литом металле используют инертный газ, а также специальные фильтры, что усложняет и удорожает процесс литья (1) и (2) .

Известен также способ литья под низким давлением, включаающий заполнение формы расплавом под действием избыточного газового давления, выдержку под давлением кристаллизации расплава и удаление отливки и сборку формы при избыточном давлении в тигле (3) .

Однако в указанном способе не решены проблемы существенного снижения расхода сжатого газа, что особенно важно при использовании инертных газов, а также резкого роста давления в момент окончания заполнения формы расплавом. Последняя задача усложняется тем, что для обеспечения плавной заливки и избежания гидравлического удара при существующих проходных сечениях металлопроводов, скорость роста газового давления в тигле должны быть сравнительно низкой. Уловить же момент окончания заливки, особенно при литье сложных по конфигурации изделий, практически невозможно.

Цель изобретения — улучшение качества литых изделий, повышение производительности и снижение расхода сжатого газа.

Поставленная цель достигается тем, что во время извлечения отливки и последующей сборки формы в тигле установки поддерживают избыточное давление, превышающее гидростатический напор расплава в заполненном металлопроводе на величину 0,02—

0,7 кгс/см2, а заполнение собранной формы осуществляют при избыточном давлении, превышающем на 0,1 — 0,7 кгс/см суммарный гидростатический напор расплава в металлопроводе и заполненной форме.

На фиг. 1 — 3 изображена схема установки, реализующая способ литья.

Поскольку в процессе предлагаемого способа литья давление в тигле установки всегда превышает металлостатический напор заполненного металлопровода, расплав мо831314

Р4 = Рт — gh„, 50

55 жет перемещаться только в одном направлении — из тигля в форму. В этих условиях внутренняя поверхность металлопровода не оголяется, а ванна расплава не перемешивается, в результате чего устраняются причины образования в расплаве окисных плен.

Так как величи":ÿ наблюдаемых на практике колебаний давления в пневмосистемах управления процессом заливки не превышает

0,02 кгс/см, это значение выбрано нижним пределом превышения газового давления в тигле над гидростатическим напором расплава в металлопроводе, исключающим возможность опускания жидкого металла ниже верхнего торца металлопровода. Верхний предел этого превышения нецелесообразно поднимать выше 0,7 кгс/см, так как использование более высоких давлений при литье под низким давлением не приводит к существенному улучшению качества литых изделий, но сказывается на усложнении литейного оборудования.

При использовании металлопроводов с достаточно узким проходным сечением предлагаемый способ позволяет осуществлять процесс литья без снижения давления, созданного в процессе первой заливки. В дальнейшем расход сжатого газа, например аргона, определяется лишь утечками из-за неплотностей конструкции установки. Благодаря этому достигается значительная экономия сжатого газа. Кроме того, существенно упрощается пневмосистема управления заливкой и кристаллизацией, поскольку в данном случае она сводится к одному редуктору давления.

Поддержание в процессе заливки избыточного давления, величина которого превышаает давление необходимое для заполнения формы расплавом, приводит к тому, что в момент окончания заливки и прекращения движения расплава давление на расплав внутри формы мгновенно возрастает до величины где Рф — избыточное давление на расплав в форме;

Рт — избыточное давление над ванной расплава в тигле; — удельный вес расплава;

h — высота металлопровода над уровнем ванны расплава.

При этом не успевший затвердеть поверхностйый слой отливки плотно прижимается к стенкам формы, благодаря чему достигается высокая интенсивность теплоотвода, обеспечивающая ускоренное затвердевание, измельчение структуры и повышение механических свойств литого металла.

В зависимости от требуемого уплотнения контакта между отливкой и формой величи5

Зо

4 на превышения избыточного газового давления над металлостатическим напором регулируется в пределах 0,1 — 0,7 кгс/см .

При значениях этого параметра ниже

0,1 кгс/см достигаемый эффект незначительный, а при увеличении сверх 0,7 кгс/см достигнутая степень уплотнения контакта практически не изменяется.

Натекание расплава в нижнюю полуформу в процессе удаления отливки и последующей сборки формы также способствует сокращению цикла литья и повышению производительности.

Пример. В лабораторных условиях предлагаемым способом литья получают корпуса алмазных кругов из сплава АЛ2. Схема процесса литья представлена на черте;.:е.

В тигле 1 расплав подогревают до температуры 750 С. В нижнюю часть металлопровода 2 устанавливают графитовую втулку 3 высотой 70 мм и диаметром отверстия 3 мм.

Велчина избыточного давления составляет

0,35 кгс/см и в процессе литья не изменяется. Под действием давления расплав заполняет кокиль, состоящий из нижней обогреваемой полуформы 4 и верхней водоохлаждаемой полуформы 5. После затвердевания отливки верхнюю полуформу поднимают вверх и с помощью толкателей удаляют отливку. Затем верхнюю полуформу возвращают в положение заливки. К этому времени в нижнюю полуформу успевает натечь расплав, объем которого составляет

80 — 90% объема отливки. После сборки формы заканчивается процесс заливки и цикл повторяется. Длительность полного цикла изготовления одной отливки составляет 70 с. Производительность — 50 отливок в час. Полученные отливки исследуют на плотность, макроструктуру и наличие неметаллических включений. Выполненные анализы показывают, что по сравнению с обычным литьем под низким давлением без применения фильтров и сеток плотность не меняется, размеры кристаллов уменьшаются на 20 — 30%, содержание неметаллических включений снижается в 2 раза, причем крупные плены, являющиеся обычно основной причиной брака, вообще отсутствуют.

Таким образом, применение предлагаемого способа литья под низким давлением в формы с горизонтальным разъемом по сравнению с известными методами позволяет: устранить процесс образования окисных плен; снизить в 20 — 30 раз расход сжатого газа; на 20 — 30% повысить механические свойства литого металла; увеличить производительность процесса литья в 1,2 — I 3 раза; резко упростить систему управления заливкой и обслуживание установки.

Рекомендуемая номенклатура литья: изделия корпусного типа, плиты, заготовки зубчатых колес и т. п.

831314

Формула изобретения Рдг. /

Риг,7

Составитель Г. Кибовский

Редактор В. Иванова Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Заказ 2929/8 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ожидаемый экономэффект по предварительным- расчетам составляет 150 — 200 руб. на тонну годного литья.

Способ литья под низким давлением в формы с горизонтальным разъемом, включающий заполнение формы расплавом под действием избыточного газового давления, выдержку под давлением для кристаллиза10 ции расплава и удаление отливки и сборку формы при избыточном давлении в тигле, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества литых изделий, повышения производительности и снижения расхода сжатого газа, избыточное давление в тигле во время удаления отливки и сборки формы поддерживают превышающим гидростатический напор расплава в заполненном металлопроводе на величину 0,02 — 0,7 кгс/см2, а заполнение собранной формы осуществляют при избыточном давлении, превышающем на 0,1 — 0,7 кгс/см суммарный гидростатический напор расплава в металлопроводе и за пол нен ной фор ме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 551111, кл. В 22 D 27/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹624710,,кл. В 22 D 27/14, 1977.

3. Патент Англии № 1235109, кл. В 3F, 1970.