Способ охлаждения отливок

О П И А-"В"-И"-В ИЗОБРЕТЕНИЯ Сефз Сфветскнк Сецралнстнческнк Реслублнк(51)М. КлВ 22 0 29/00 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государстаеиимй комитет СССР ио аелаи изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ОТЛИВОК Изобретение относится к области литейного производства, в частности,к выбивке литейных форм.Известен способ ускоренного охлаждения отливок, изложниц из.чугуна путем снятия верхней опоки и извлечения отливки из нижней опоки после достижения отливкой 760-780 С 1Недостаток данного способа - невозможностьрегулирования скоростиохлажденияотливок.Известен способ охлаждения, включающий выбивку всей отливки из формы при, 600-1000 оС с использованиемэкранированного тепла отливок для со . кращения времени термообработки 2).Однако температура выбивки здесьзначительно ниже температуры оконча.ьния ватвердевания, 20Цйль изобретения - повышение качества отливок и сокращение продолжительности технологического циклапутем регулирования условий теплоотвода. 25Поставленная цель достигается тем,что, снятие верхней опоки осуществляют непосредственно после затвердева-ния отливки, а экран устанавливаютна расстоянии 40-100 мм. 2На фиг. 1 изображена литейная форма после заливки металлом, разрез; на фиг. 2 - литейная форма со снятой верхней спокой, разрез. форма в сборе содержит верхнюю опоку 1 и нижнюю опоку 2, над которой устанавливают экран 3 на специальных подставках 4. Способ охлаждения отливок заключается в следующем.ЪФ Непосредственно после затвердевания отливки снимают верхнюю опоку и на расстоянии 40-100 мм от поверхности отливки устанавливают экран. При этом между экраном и поверхностью отливки создаются условИя для циркуляции воздушного потока, а расстояние выбирают, исходя из условия создания необходимой циркуляции воздушного потока для обеспечения свободной конвенции и отсутствия застойных зон в области циркуляцииРасстояние ст между экраном и поверхностью литейной формы выбирается . по формулеС гР г1000где Сг и Рг критерий Грасгофа иПрандтля.У дт м . , / ТаСг-1"= о " ( д аТ66, 0 2.М,1 "109,6 1061113 а; ПРИ д )3,6 Ъ 1 О иРасчеты показывают, что свободная конвекция в условиях теплообменаотливки и формы, возникает, если величина больше 40 мм. Расчет получендля условий, когда поверхность отливки представляет плоскость без выступов и впадин, В производственных условиях часто поверхность отливки углублена относительно поверхности формы. При этом полость образуется с помощью выступа формы из верхней опоки 2 Оили подвешенного стержняПри.снятииверхней опоки между поверхностью отливки и поверхностью разъема формыобразуется полость, в которой можетвозникнуть застойная циркуляционнаяэона. Экспериментальная проверка показала, что для уверенного обеспечения свободной конвекции в этих условйях необходимо, чтобы расстояниемежду экраном и поверхностью разъема в нижней опоке составляло до 100 мм.В прбиэводственных свободных услови" ях для уверенного обеспечения беспре пятственной свободной конвенции целесообразно устанавливать экран на расстоянии 100 мм над поверхностью опоки.Таким образом, освобождая одну изповерхностей отливки от контакта слйтейной формой, можно интенсифицировать теплоотдачу от этой поверхности.В то же время теплоотвод от остальных поверхностей отливки по-прежнемуосуществляется в песчаную форму и будет определяться теплопроводностью 45формы.Теплоотдача от освобожденной поверхности отливки будет осуществляться, в основном, с помощью лучистогои конвективного теплообмена. 5 ОЭффективный коэффициент теплоотдачи с(,можно определить по формулед = 4-. + кгде б. и д. - коэффициенты теплоотд1чи лучеиспусканием иконвекцией. 5ббе составляющие коэффициента теплоотдачи,при рассматриваемом способепринудительного охлаждения можно регулировать.Теплоотдача лучеиспусканием может 4 Обыть увеличена почти вдвое, если экран убрать на требуемое по расчетувремя, и излучение от поверхностиотливкив атмосферу цеха будет происходить беспрепятственно, м,ивки снимаа остаетсяна специвливают экТеплоотдача конвекцией может бытьувеличена при замене свободной конвекции, вынужденной в результате поддува воздуха в щель между экраном иповерхностьюотливки, или в результате движения опоки со снятым верхом вохладительной галлерее конвейера.При этом величина может возрастать с4-5 до 60 Вт/(м К),Регулируемое охлаждение позволяетполучить необходимую структуру отливки, снизить остаточные напряжения вотливке. Все это способствует повышению качества отливок, сокращаетпродолжительность технологическогоцикла изготовления отливок. Для пояс 2нения ниже приводится конкретный пример выполнения способа.. Для реализации способа может бытьиспользована песчано-глинистая иликомбинированная (верхняя опока выполняется постоянной или полупостоянной)литейная форма,На фиг. 1 изображена форма в сборе,на фиг. 2 - форма с экраноПосле затвердевания отлют верхнюю опоку 1. Отливкв нижней опоке 2. Затем,альных подставках 3 устанаран 4.Заливают опытную отливку брусасечением 150 х 150 мм и длиной 2000 ммиз серого чугуна. Исследуют три различныхслучая охлаждевия. Естественное охлаждение отливки без снятияверхней опоки. Продолжительность охлаждения до 400 С составляет9 ч 50 мин. Средняя скорость охлаждения непосредственно перед перлитнымпревращением - 1,3 град/мин, а припереходе металла в область упругопластического состояния чугуна, в которой формируются. остаточные напряжения, средняя скорость составляетоколо 0,8 град/мин.Во втором случае через 7 мин сни-мают верхнюю опоку и устанавливаютэкран над отливкой на расстоянии100 мм, Продолжительность охлаждениядо 400 С составляет 8 ч 05 мин. Средняя скорость охлаждения непосредственно перед перлитным .превращениемв этом случае составляет 2,8 град/мин,а в области упруго-пластического состояния чугуна средняя скоросты1,6 град/мин.В третьем случае через 7 мин снимают верхнюю опоку и охлаждение отливки продолжается без установки экрана. Продолжительность охлаждениядо 400 ОС составляет 4 ч 40 мин. Средняя скорость охлаждения перед перлитным превращением увеличивается до4,2 град/мин, а в области упругопластического сбстояния чугуна средняя скорость увеличивается до2,2 град/мин.Как иЗвестно, повышение скоростиохлаждения после затвердевания спо778927 Формула изобретенияавив.й Составитель В. Сазоновч Техред М.Петко КорректорА.Грицен Мак едакт Подписнокомитета СССРоткрытийкая наб., д. Тираж 889 И Государственнргделам изобретенийМосква, Ж, Рауш Заказ 7902/11 ВНИ и 113035ул. Проектна собствует повышению содержания перлита э сером чугуне и увеличению .твердости металла отлиуки.Содержание перлита в опытной отливке указанного бруса увеличивается с увеличением скорости охлаждения соответственно с 5-7 Ъ до 15-20 и до 30-35, а твердость повышается с 88- 90 НВ до 98-100 НВ и до 110-112 НВ соответственно.В промышленных условиях предложенный способ был использован при изготовлении поддона весом 6100 кг из серого чугуна, Через 2 ч после заливки была снята верхняя опока и на расстоянии 100 мм от поверхности отливки был установлен экран. Это позво лило сократить продолжительность охлаждения отливки поддона в 2,5 раза, уменьшить коробление до 5 мм против 15-20 мм при обычном охлаждении в песчаной форме и повысить твердость 29 охлаждаемой поверхности на 15-20 единиц НВ. ал ППП "Патент", г. Ужго Способ охлаждения отливок, изготовленных в песчаных или комбинированных формах, включающий снятие верхней опоки и установку над отливкой экрана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества отливок и сокращения продолжительности технологического цикла путем регулирования условий теплоотвода, снятие верхней опоки осуществляют непосредственно после затвердевания отливки, а экран устанавливают на о расстоянии 40-100 мм. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Сокращение технологического цикла изготовления изложниц. Сталь,Р 4, 1975, с. 322-324.2, Авторское свидетельство СССРМ 139674., кл. В 22 0 47/00, 1955.