Устройство для изготовления отливок направленным затвердеванием

, 10619 19 СПУБЛИ 3159 322 О 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2. Устроиство по и, о т л и ч ющ е е с я тем, что, с целью поддержания по. стоянного теплового режима непогруженной части оболочковой формы, нагреватель колод. ца выполнен электрическим с одной (верхней) клеммой для подсоединения источника тока, а другая нижняя клемма размещена в емкости на зеркале легкоплавкого сплава, причем цепь питания нагревательного колодца снабжена регулятором уменьшения подво. димой мощности к нагревателю колодца про. порционально снижению его омического сопротивления при погружении в легкоплавкий сплав. 649 йство по и. 1,о тл тем, что, с целью упро отоком легкоплавкого о приготовления, хран кондиционном состоя. Устроеся ния упщава в нияпроцессдержания и, емкостьна в виде я легкоплавкого сплава выпол двух к сверху деленцен ЦИ о высо на две иакова причем вные по вм посл общаю й,вс через ном, со которы сферой УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент Франции И 2.152,кл. В 22 О 27/00, 19722. Авторское свидетельство СССРпо заявке Яе 3481858/22-02, кл. В 22 О 27/04,13.08.82.(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВ.ЛЕНИЯ ОТЛИВОК НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕВАНИЕМ, содержащее вакуумную камеруи размещенные в ней плавильный тигель, на.гревательный колодец с оболочковой формой,механизм вертикального перемещения с приводом и емкость для легкоплавкого сплава,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения его эффективности, плавильныйтигель и нагревательный колодец с оболочковой формой установлены на механизме вертикального перемещения, а последний снабженадаптером замера разности высот оболочковойформы и нагревательного колодца с электрическим управлением привода механизма перемещения. ично расположенных открытых ров, из которых внешний разе горизонтальной перегородкой части, каждая из которых одистимости с центральной частью, няя снабжена запорным клана. щим ее с внешним цилиндром, ю очередь, сообщен с атмоапорный клапан.1 1061Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам дпя литьявшравленным эатвердеванием,Известно устройство для изготовления от.ливок направленным затвердеванием, содержащее плавильный тигель, нагревательный кало.дец с размещенной в нем оболочковой фор.мой, механизм вертикального перемещения сприводом и емкость дпя легкоплавкого спла.ва 111. 10Недостатком данного устройства являетсянедостаточная эффективность охлаждения формы легкоплавким сплавом, вызванная нагревом легкоплавкого сплава при погружении внего нагретой формы.15Наиболее близким к.изобретению по тех.нической сущности и достигаемому эффектуявляется устройство для направленной кристап.лизации, содержащее герметичную вакуумированную камеру, нагреватель, во внутреннейполости которого на механизме вертикальногоперемещения размещена литейная форма, атакже ванну с жидкометаллическим теплоносителем и сообщающуюся с ней дополнительнуюемкость, служащую дпя слива легкоплавкогосплава при погружении в ванну формы и забора из нее легкоплавкого сплава для повтор.ного использования 12).Недостатком известного устройства являетсянизкая эффективность охлаждения, вызванная30применением оболочковой формы в опоке сопорным наполнителем, от которого такженеобходимо отвести тепло.Целью изобретения является повышениеэффективности устройства, а также поддержание постоянного теплового режима непогруженной части оболочковой формы, упрощениеуправления потоком легкоплавкого сплава впроцессе его приготовления, хранения и поддержания в кондиционном состоянии.Цель достигается тем, что в устройстве дляизготовления отливок направленным затвердеванием, содержащем вакуумную камеру и раз.мещенные в ней плавильный тигель, нагревательный колодец с оболочковой формой, механизм вертикального перемещения с приводом 45и емкость для легкоплавкого сплава, плавильный тигель и нагревательный колодец с оболоч.ковой формой установлены на механизме вертикального перемещения, а последний снабженадаптером замера разности высот оболочковой 50формы и нагревательного колодца с электрическим управлением привода механизма перемещения, уменьшающего эту разность,Кроме того, с целью поддержания постоянного теплового режима непогруженной части 55оболочковой формы нагреватель колодца выполнен электрическим с одной (верхней) клеммой для подсоединения источника тока, а дру 926тая нижняя клемма размещена в емкости назеркале легкоплавкого сплава, причем цепьпитания нагревательного колодца снабжена ре.гулятором уменьшения подводимой мощностик нагревателю колодца пропорционально сни.жению его омического сопротивления при по.гружении в легкоплавкий сплав.С целью упрощения управления потокомлегкоплавкого сплава в процессе его приготовления, хранения и поддержания в кондицион.ном состоянии, емкость для легкоплавкогосплава выполнена в виде двух концентричнорасположенных открытых сверху цилиндров,из которых внешний разделен по высотегоризонтальной перегородкой на две равныечасти, каждая из которых одинакова по вместимости с центральной частью, причем послед.няя снабжена запорным клапаном, сообщающим ее с внешним цилиндром, который, всвою очередь, сообщен с атмосферой череззапорный клапан,На чертеже представлена схема предложенного устройства,Устройство содержит плавильный тигель 1и нагревательный колодец 2 с размещеннойв нем керамической оболочковой формой(оболочка) 3, расположенные на несамотормозящемся винте 4, который удерживается от вращения в подшипниках 5 магнитом 6 ленточ.ного тормоза 7. Оболочка 3, вытесняя частьлегкоплавкого сплава (например, олова) 8из центральной емкости 9, свободно плаваетв нем, Высота установки тигля и колодца 2на винте 4 зависит от конфигурации нижнейчасти оболочки 3 и определяется первоначально тем, чтобы адаптер 10, касаясь торца обо.лочки, не давал бы своим флажком 11 сигнала в датчике 12, связанном через систему уп.равления (не показана) с магнитом 6 тормоза 7,Концентрично центральной емкости 9 раз.мешены верхняя 13 и нижняя 14 емкости,.вместимость каждой из них равна вместимости емкости 9. Емкости соединены клапанами:центральная - обратным 15 по отношению книжней; нижняя - запорным 16, сообщающимее с атмосферой, верхняя - запорным 17, сообщающим ее с нижней.Чека 18 предохраняет плавильный тигель 1от разворота по отношению к нагревательному колодцу 2, Устройство размещено в вакуумированной камере 19,Подвод электрической мощности к индук.тору тигля 1 осуществляется гибким шлейером (не показан), к нагревателю колодцавверху - через металлический расплав в ем.кости 9, Нагреватели 20 с системой управле.ния (не показана) служат для расплавленияи поддержания заданной температуры легкоплавкого сплава.061926 з 1Конструкция иэ емкости 9, 13, 14 является одновременно станиной устройства и снабжена опорами 21.Устройство работает следующим образом.Предварительно емкости 9 и 14 заполняют легкоплавким сплавом и расплавляют его. Одновременно помещают оболочку 3 в коло-. дец 2 (нри этой операции чека 18 удалена, а тигель 1 отведен в сторону), Затем тигель 1 загружают шихтовым материалом, Регулируя тормозом 7 высоту подъема нагревательного колодца 2, обеспечивает отрыв оболочки 3 от дна колодца, добиваясь тем самым свободного плавления оболочки в легкоплавком сплаве. Достигнутое положение фиксируется тормозом 7, на торец оболочки 3 накладывается щуп адаптера 10, флажок 11 Мото. рого вводят в прорезь датчика 12, подготавливая последний к подаче сигнала в цепь управления тормозом при опускании щупа адан. тера 10 вниз на 0,5 - 1,0 мм.Затем вакуумируют камеру 19 и подключают нагреватель колодца 2 и индуктор тигля 1 к сети питания управления. Разогревают до заданной температуры неногруженную в легкоплавкий сплав часть оболочки 3, затем увеличивают мощность на индукторе тигля 1 и, регулируя ее, получают заданную производительность тигля 1 но расилаву.Стекая из тигля 1 в оболочку 3, расплав увеличивает вес последней, заставляя оболочку погружаться в олово. При погружении оболочки вместе с ней опускается щуп адан. тера 10, флажок 11 которого вдвигается в прорезь датчика 12; в датчике ноявляется сигнал, снимающий через электромагнит 6 натяжение ленты тормоза 7, Под действием веса тигля и колодца винт 4 начинает вращаться. Тигель и колодец движутся вниз со скоростью, большей, чем скорость погружения оболочки, Указанное соотношение скоростей достигается подбором максимальной производительности тигля 1 и инерционно. ходовых характеристик винта 4. При отставании по скорости опускания оболочки от колодца щуп адаптера 10 поднимается, флажок 11 выходит из прорези датчика 12, вследствие чего в нем исчезает управляющий сигнал, натяжение тормозной ленты восстанавливается н. винт 4 прекращает вращение.Описанный процесс повторяется до техпор, пока иэ тигля 1 течет металл в оболочку 3. Нагревательный колодец при этом"следит" за погружающейся оболочкой, уровень металла в которой в каждый моментсоответствует зеркалу легкоплавкого сплавав емкости 9, Из этой емкости легкоплавкий 10 сплав непрерывно перетекает через край в,емкость 13 вследствие погружения в негооболочки 3.На уровне зеркала легкоплавкого сплавав форме идет непрерывная кристаллизация 15 металла отливки вследствие большого перепа.да температур последнего и окружающегооболочку легкоплавкого сплава, Этот перепадтемператур увеличивается прн подаче с помо.щью клапана 16 более холодного легкоплав кого сплава в верхний горизонт емкости 9.Атмосферное давление вытесняет ири этомлегкоплавкий сплав из емкости 14 через обратный клапан 15 в емкость 9, вследствие чего слив верхнего горизонта ускоряется. Нено груженная часть оболочки все время подогревается неногруженной частью нагревательногоколодца 2, Вследствие непрерывного укорочения неиогруженной (активной) части нагрева.геля надает его омическое сопротивление. Регулятор (не показан) пропорционально сопротивлению уменьшает нодводимую емкость, стабилизируя тем самым тепловой режим неногруженной части оболочки.С заполнением оболочки 3 металлом иро-, 35цесс кристаллизации отливки заканчивается,Эффективность процесса направленнойкристаллизации в предложенном устройствеповышается благодаря резкому разграничениюзоны нагрева н охлаждения формирующейся 40отливки благодаря действию нагревателя наформу до границы ее погружения в легкоплав.кий сплав, а также благодаря синхронизациизаливки металла в форму и его затвердевания,Данное техническое решение в сравнениис известным обеспечивает новышейие эффек.45тивности процесса эа счет улучшения качест.ва деталей; повышение производительностипроцесса; снижение расхода электроэнергии., Лыжова орре исное лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 4 аказ 10113/11 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж - 35, Р3 Пго комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5