Способ управления литейными процессами, преимущественно, в газопроницаемой форме и устройство для осуществления способа

О П И С А Н И Е 11 531656ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет Совета Министров СССР 54) УДК 621.746,27(088,8) уге 5,10,76, Бюлле лико ло делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМИ ПРОЦЕССАМПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ГАЗОПРОНИЦАЕМОЙ ФОРМЕИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА носится к литеиному произсти к технологии управления ессами в газопроницаемой Изобретение от водству, в частно литейными проц форме.В литейной фо стывания металл ские процессы, о вок и физико-мех риала,рме в период разливки и за а протекают физико-химиче пределяющие качество отли анические свойства их мате Бурное выделение газов из материала формы препятствует заполнению ее расплавом иявляется причиной образования газовых раковин в отливках и пригара на их поверхностях.Для улучшения качества отливок проблема изготовления их без пригара и с высокими физико-механическими свойствами материала является одной из самых актуальных,Борьбу с пригаром можно вести как в на.правлении ослабления, так и в направленииусиления окислительных процессов, происходящих на границе отливки с ее формой, Требуемый эффект при этом достигается путемвведения в материал формы восстановителейили окислителей.В период заливки и кристаллизации металл,реагируя с атмосферой, окисляется, образуяповерхностный слой окислов, ухудшающихсвойства материала отливок. Исследованияпоказывают, что для предотвращения окисления поверхности металла могут быть использованы газы - восстановители: водород илиокись углерода, которые значительно уменьшают вредное влияние на поверхностный слойотливки водяных паров и углекислого газа.5 Физико-механические свойства отливки иразмеры усадочных раковин зависят от скорости кристаллизации металла в форме,Известны способ и устройство для управления литейными процессами 1. Способ зако лючается в отсосе газов в период заливки изатвердевания отливки. Известное устройствовключает замкнутую коробку с перфорированной стенкой, прилегающей к форме. Коробкасоединена патрубком с пневмосистемой отсо 5 са или нагнетания агента.При помощи известного устройства можетосуществляться, например, отсос газов в период заливки и затвердевания отливки или принудительное охлаждение отливки и снижение20 прочности формы перед выбивкой путем продувки формы увлажненным агентом, напримервоздухом (или воздухом и водой) под давлением,Однако известные способ и устройство недостаточно полно уменьшают отвод газов, интенсивность окисления на поверхностях отливок и количество раковин в них, что препятствует получению изделий достаточно высокогокачества,ЗО Целью изобретения является повышение ка60 65 3чества отливок и улучшение процесса восстановления и отвода газов от поверхности заливаемого материала или отливки, Это достигается тем, что в процессе изготовления литейной формы в нее вводят предварительно заключенные в ампулы агенты при давлении от10-" до 104 мм рт, ст. При этом в качествеагента можно использовать неорганическое вещество, например аргон, органическое вещество, например метан, или смесь из органического и неорганического веществ, напримерметана и аргона, которые взяты в требуемомсоотношении, например 1:1.Предлагаемое устройство для осуществления описываемого способа отличается тем, чтоемкость устройства изготовлена в виде ампулы, причем ампула выполнена из материала,температура плавления которого выбрана винтервале 60 - 400 С,На чертеже показано предлагаемое устройство для осуществления способа управлениялитейными процессами.Устройство включает размещенный в литейной форме 1 корпус 2 ампулы; стенка последнего выполнена из материала, температураплавления которого выбрана в интервале60 в 4 С. Корпус ампулы заполнен агентами при давлении от 10 - 7 до 104 мм рт, ст.Необходимое количество ампул размещаютв материале формы 1 на расстоянии от границы 3 с отливкой, достаточном для теплового разрушения стенки корпуса 2 в заданноевремя под действием тепла заливаемого материала. Позицией 4 обозначена зона тепловогоразрушения ампулы,Количество ампул, заполненных требуемыми по условиям заливки агентами, и места ихразмещения в материале литейной формы выбирают в зависимости от материала, размерови конфигурации отливки. В качестве материала стенок корпуса ампулы могут быть использованы полимерные пленки, сплавы металлов,например легкоплавкие, а также комбинацииполимерных материалов с металлами,Устройство работает следующим образом.При заливке металла его тепло передаетсячерез материал формы 1 стенке корпуса 2 ампулы. При тепловом воздействии стенка корпуса ампулы нагревается до температуры плавления, при которой происходит ее тепловоеразрушение; заключенный в ампуле агент получает доступ к форме и вступает в требуемоевзаимодействие с атмосферой формы и поверхностью заливаемого материала или отливки.При этом за счет разности давления в формеи ампуле осуществляется отсос газов в периодзаливки и затвердевания отливки. Аналогичное действие может быть произведено и тогда,когда в качестве агента в ампуле использованы геттеры (вещества, служащие для поглощения газов и создания вакуума), напримербарий, кальций.Когда в форму вводят предложенным способом восстановители, например окись углерода, водород, то они восстанавливают металл 5 1 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 4из окислов и нейтрализуют нежелательные влияния углекислого газа и паров воды на поверхностный слой отливки, Когда в форму вводят окислители, например кислород, происходит создание либо восстановительной атмосферы при избытках углеродсодержащих веществ в форме, либо окислительной атмосферы при их отсутствии или недостатке. Когда в форму вводят инертные газы, например аргон, это обеспечивает замедление происходящих в форме реакций.В случае применения ампул, заполненных каким-либо горючим газом, например метаном, происходит необходимый подогрев формы, который позволяет регулировать скорость кристаллизации. Применяя ампулы, заполненные увлажненным воздухом, водой или гелием, осуществляют принудительное охлаждение отливки и уменьшают прочность формы перед ее выбивкой.Предлагаемое изобретение, при помощи которого осуществляют местный отсос газов в период заливки и затвердевания отливки, обеспечивает значительное уменьшение количества газовых раковин в отливке, повышение качества материала отливок, получение ажурных тонкостенных деталей сложной формы.Введение в литейную форму окислителей, восстановителей или инертных газов предотвращает взаимодействие расплава с газовой средой и формой. Введение в форму двух газов, например горючего (метана) и кислорода, позволяет производить подогрев формы в нужных местах. Введение в литейную форму веществ, изменяющих ее теплоаккумулирующую способность, например гелия, дает возможность регулировать скорость кристаллизации отливок.Таким образом, реализация предлагаемого способа управления литейными процессами путем регулирования газовой среды преимущественно в литейной форме, а также устройство для осуществления указанного способа обеспечивают как ослабление окислительных процессов и повышение качества отливок, так и улучшение процесса восстановления и отвода газов от поверхности заливаемого материала.1-1 аправленная интенсификация и регулирование литейных процессов позволяют, кроме того, достигать положительного эффекта, заключающегося в снижении брака по причине наличия газовых раковин в отливках, регулировать температурный режим в процессе охлаждения отливок, снизить трудоемкость процесса, а также улучшить условия труда, в том числе санитарно-гигиенические. Формула изобретения 1. Способ управления литейными процессами преимущественно в газопроницаемой форме путем регулирования газовой среды, отлич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества отливок, в процессе изготовления газопроницаемой литейной формы в нее вводят531656 Составитель Г. Кибовскийзедактор Н. Корченко Текред В. Рыбакова Корректор Е. Хм Заказ 2256/14 Подписно ЦНИИП ов СССРИзд.1638 Тираж 1003 И Государственного комитета Совета Министр по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр. Сапунов предварительно заключенные в ампулы агенты при давлении от.10-т до 10 мм рт. ст,2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве агента используют неорганическое гещество, например аргон.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве агента используют органическое ве 1 цество, например метан.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве агента используют смесь, состоящую из органического и неорганического веществ, например метана и аргона. 5. Устройство для осуществления способа поп. 1, включающее емкость, отличающееся тем, что, с целью улучшения процесса восстановления и отвода газов от поверхности зали ваемого материала или отливки, емкость изготовлена в виде ампулы, причем ампула выполнена из материала, температура плавления которого выбрана в интервале 60 в 4 С,Источник информации, принятый во внима ние при экспертизе:1. Лвторское свидетельство Лга 337197, М,1 л, В 220 47/02, 1969 г.