Способ литья под низким давлением вформы c горизонтальным раземом

ОП ИСАЙ И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик в 831314(23) Приоритет -В 22 1.й 18/04 Гфеударетвенный комитет Опубликовано 23.05.81. Бюллетень19Дата опубликования описания 25.05.8(53) УДК 621.746. .043 (088.8) по делам изввретений и открытий(72) Авторы изобретения ярский и В Г. П. Борис) Заявител титут проблем литья АН н 1 кй 4) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМВ ФОРМЫ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ Изобретение относится к литеиному производству и может быть использовано при получении отливок в формах с горизонтальным разъемом.В известных способах литья под низким давлением для уменьшения количетства не- металлических 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/см 2, а заполнение собранной формы осуществляют при избыточном давлении, превышающем на 0,1 - 0,7 кгс/см суммарный гидростати ческий 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 мо 831314Р 4 = Рт - уЬ,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 величина 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; Ь - 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 величи 5 10 15 20 25 30Э 5 40 4на 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 АЛ 2, 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 не- металлических 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 - 1,3 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 ель Г. Кибовский Бойкас К едактор В. Иван аказ 2929/8 ВНИИектор Гисное тник 869 П го комитета ССС й и открытий аушская наб., д,город, ул. Проек11303илиал тная, 4 Ожидаемый экономэффект по предварительным расчетам составляет 150 - 200 руб. на тонну годного литья. Способ литья под низким давлением в формы с горизонтальным разъемом, включаю 1 ций заполнение формы расплавом под действием избыточного газового давления, выдержку под давлением для кристаллиза 10 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 Соста ва Техре Тираж ПИ Государственн делам изобретен Москва, Ж - 35,П Патент, г. Уудаления отливки и сборки формы поддерживают превышающим гидростатический напор расплава в заполненном металлопроводе на величину 0,02 - 0,7 кгс/см 2, а заполнение собранной формы осушествляют при избыточном давлении, превышаюшем 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССР551111, кл. В 22 Р 27/14, 1975.2. Авторское свидетельство СССР624710, кл. В 22 Р 27/14, 1977.3, Патент Англии1235109, кл. В 31,1970.