Способ термостатирования пресс-формы для литья под давлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 Р 17 22 4(5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТН И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54 ПРЕ ар т роиз еств од ред.строение",ыи вуха до ве сацию ВТОРСНОМЪСВИДЕТЕЛ.А.К.Белопухова. М., "Маши1975, с. 224-228.Заявка ФРГ У 2808139,кл; В 22 0 17/22, опублик 801363974 А 7) СПОСОБ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯФОРМЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМающий подачу под давлениемента в каналы пресс-формы,и ч а ю щ и й с я тем, что,ю повышения эффективности иодительности процесса, в кахладагента используют влажздух, при этом давление возканалах пресс-формы снижаютичины, обеспечивающей конденпаров воды,Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье под давлением деталей из металлов и сплавов.Цель изобретения - повышение эффективности и производительностипроцесса.Способ термостатирования прессформы осуществляют следующим образом.После разогрева пресс-формы от.первых порций жидкого металла дорабочей температуры (например, 230250 С) в охлаждающие каналы прессформы подают под давлением влажныйвоздух. Для этого используют, например, неосушенный сжатый воздух изцеховой магистрали или воздух изокружающей среды, засасываемыйвнутрь каналов пресс-формы при ихвакуумировании.,На входе в каналы горячей (230250 С) пресс-формы давление влажноговоздуха редуцируют (снижают) до величины, обеспечивающей конденсациюпаров воды, Выпадающий на горячихстенках каналов (температура 230 -250 С) конденсат тут же нагреваетсягорячей пресс-формой до кипения,затем выкипает полностью и, отнявтем самым излишнее тепло от прессформы, покидает ее в виде пара вместе с.потоком воздуха,Количество влажного воздуха, подаваемого в пресс-форму, и степень редуцирования определяется расчетнымпутем исходя из потребного количества испаряемого полностью в каналахпресс-формы конденсата (отбирающегопри фазовых переходах от горячейпресс-формы ровно столько тепла завремя литейного цикла, сколько получает пресс-форма от жидкого металлаза время одного литейного цикла).Тем самым обеспечивается термостатирование пресс-Формы - поддержаниеее рабочей температуры на одном итом же уровне без каких-либо дополнительных операций регулированияили переключений,Степень редуцирования Р Р 2(где Р - исходное а Р - конечное давф .2ление влажного воздуха) и расход влажного воздуха рассчитывают в следующем порядке.Определяют количество тепла, от.даваемое пресс"форме порцией залива емого металла (за один литейныйцикл)(ц= отл(зо кр ) от ощотлс (,кр Ь)где ш .- масса отливки, кг;с - удельная теплоемкость жид 1кого металла, ккал/кг С;- температура заливаемогоЭолметалла, С;- температура кристаллизаРр - удельная теплота кристаллизации, ккал/кг;15с- удельная теплоемкость твердого металла, ккал/кг С;температура отливки в момент удаления из прессформы, С.Считая, что все переданное прессформе тепло литейного цикла отводится за счет нагрева и испарения выпа,дающего из влажного воздуха конденсата, определяют необходимое количество конденсата 1 О О,цЯ-1кон с /О1+ +с 100+.кон)кон 2(4) ЗО. где шк,н - масса конденсата, кг; сон - удельная теплоемкостьльда, ккал/кг С к,н - температура конденсата,С; 35 г - удельная теплота фазового перехода лед - жид-. кость, ккал/кг; с, - удельная теплоемкостьводы, ккал/кгфС; - удельная теплота фазового перехода вода - пар, ккал/кг. Определяют количество воздуха, несущего рассчитанное по формуле 4 (2) количество паров воды,кок ш,1О, 001(й - й ) (3)где Й - исходное влагосодержание 50воздуха, г/кг; Й - остаточное влагосодержание оствоздуха после выпаденияконденсата, г/кг.Определяют степень редуцированияпо уравнению адиабаты Пуассона 55К1163974 где К е Ры ку тановки всех данных После и Р = 4 6 см Термост му способу ставленныемасса = 0,0- показатель адиабаты;соответственно давлениеи абсолютная температуравлажного воздуха на входе в каналы пресс-Формы, 5до редуцирования;Р 2, Т 2 - давление и абсолютнаятемпература влажного воздуха в каналах прессформы, после редуцирова Ония.Зная параметры Р , Т исходногофвлажного воздуха, берут значение Т2 ниже точки росы из условия достаточно полной конденсации паров воды 15 и находят по формуле (4) давление редуцированного воздуха Р 2, обеспечивающее конденсацию паров влажноговоздуха.П р и м е р. Проводят термостати рование пресс-Формы для литья под давлением массивных заготовок изалюминиевого сплава (сепараторов подшипника качения типа 252806). Прессформу предварительно разогревают до. рабочей температуры (230-250 С) заливкой 8-10 порций жидкого металла.Для термостатирования (поддержа-ния рабочей температуры) используют сжатый влажный воздух давлением ; 30 3 ат (0,2 МПа) с температурой20 С (293 К), влагосодержанием 5 гпаров воды на 1 кг сухого воздуха. Сжатый влажный воздух редуцируют в каналах пресс-формы до вы- З 5 падения конденсата. Степень редуцирования и расход влажного воздуха определяют расчетным путем в приведенном выше порядке.Количество тепла ( Я ), отдаваемое 40 пресс-форме порцией заливаемого металла за. один литейный цикл при массе отливки 0,065 кг, температуре литья 720 С, температуре кристаллизации 620 С, температуре удаления . 45 отливки из пресс-Формы 400 С, составляет согласно формуле (1) 11,0 ккал.Количество конденсата паров воды,: необходимое для отвода от пресс-Фор- мы тепла Йц= 11 ккал за счет нагре ва и полного испарения конденсата, определяют по формуле (2), задавшись температурой конденсата -25 С из условия достаточно полной конденсации (остаточное содержание паров во ды О, 1 г/кг воздуха) Необходимаяконденсата равняется в15 кг. Количество влажного воздуха, из которого может быть получено требуемое количество конденсата шкан = 0,015 кг,согласно формуле (3) составляет щ, = 3,1 кг.Степень редуцирования при значении показателя адиабаты 1,4, исходном давлении сжатого влажного воздуха 3 ат (0,3 МПа), исходной температуре сжатого влажного воздуха 20 С (293 К) и температуре конденсата -25 С (248 К) составляет согласно формуле (4) Р = 1,7 ат (0,17 МПа).Рассчитанные значения расхода влажного воздуха и степени редуцирования используют практически для термостатирования пресс-формы на уровне рабочей температуры 230-250 С с помощью изменения сечения канала. При этом значение проводящего канала, обеспечивающего заданный расход влажного воздуха 3, 1 кг на цикл, рас" считывают по формулец1 гд у - плотность сжатого влажноговоздуха (3,67 кг при Р 1 - 0,3 МПа, Т = 293 К);т - продолжительность литейного цикла (24 с);К - универсальная газовая постоянная (57,55 ккал/кг К)После подстановки всех данных Р= 0,00026 м (2,6 см) .Сечение Г выбирают из условия неразрывности потока с учетом того, что скорость потока влажного воздуха непосредственно перед изменением сечения и после примерно одинакова, вследствие чего соотношение площади поперечного сечения канала прессформы и площади поперечного сечения подводящего канала обратно пропорционально соотношению давлений до и после редуцирования, т,е.2 ирование по предлагаемоало результаты, предтаблице.1163974 Количество цикловлитья 10 40 70 130 200 300 90 Температура прессформы, С,250 250 240 250 255 220 250 Составитель А.КузнецоваРедактор И.Ковальчук Техред И.Асталош Корректор М.Самборская Заказ 4130/9 Тираж 747ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Таким образом, при рабочем диапазонепри литье алюминиевых сплавов (допустимые колебания 100 С) 200 -10 о300 С,колебания температуры пресс-формы составили 35 С,чтопозволило стабилиозировать в итоге качество отливок.