Способ литья под регулируемым давлением и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 20180 ГосудАРстве ый комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМ ЬСТВУ И(54) СПОСОБМЪМ ДАВЛЕНЕГО ОСУЩЕСТ л. МЗЗкий политехнический инс(57) Сущность изобретения: форму 5 устанавливают на крышке 3 тигля 2 и прогоняют сжатый газ через тигель над поверхностью металла в нем. Газ, нагреваясь от металла, подогревает форму. Затем форму с тиглем переворачивают на 180 О, Поскольку в форме и тигле благодаря системе 7 поддерживается одинаковое избыточное газовое давление, заполнение формы происходит под действием металлостатического напора металла в тигле. В момент окончания заливки газ продолжают нагнетать в тигель, в котором создается давление, поддерживаемое до конца затвердевания отливки,1 ил.емкостью в виде разъемного кокиля и высокой теплопроводности последнего,Наиболее близким к предлагаемому по 30 40 контакта расплава с донной цастью литейной формы, а это, в свою очередь, приведет Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под регулируемым давлением, используемому для изготовления отливок в условиях серийного производства,Известен способ литья под регулируемым давлением; осуществляемый в устройстве, вклюцающем герметиэируемую емкость для дозы расплава и металлопровод, который выполнен за одно целое с герметиэируемой емкостью в аиде разъемного кокиля.Недостатком этого решения является очень короткое время, отведенное для осуществления процесса, т.к. доза металла, залитого в герметизируемую емкость, практически мгновенно теряет свою жидко- подвижность иэ-за сильно развитой поверхности контакта ее с герметизируемой технической сущности и достигаемому результату является способ, осуществляемый в установке,Способ включает поворот формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси и заполнение формы жидким металлом под действием металлостатического напора при подаче сжатого газа в тигель. Под давлением сжатого воздуха и столба расплава жидкий металл вытесняется из тигля в полость литейной формы, Угол наклона печи должен быть таким, чтобы предотвратить попадание воздуха в форму,Устройство для осуществления способа включает тигель с крышкой, металлопровод, форму с литниковым каналом, установленную на крышке, привод поворота формы с тиглем вокруг горизонтальной оси, систему подачи сжатого газа в тигель.Расплав выдерживают под давлением до полной кристаллизации его в форме, затем давление воздуха сбрасывают, а ус;новку возвращают в исходное положен иеНедостатком этого решения является не всегда удовлетворительная заполняемость форм, что ограничивает возможность изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок, При заливке каждой последующей формы происходит захолаживание расплава и снижение температуры заливки его в форму, как результат к снижению заполняемости полости литейной формы, что может послужить причиной образования незаливов или неспаев, а вероятность их образования будет тем выше,чем сложнее отливка и чем тоньше и протяженнее ее стенки.Целью изобретения является улучшение заполняемости форм и оасширение технологических возможностей за счетизготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок,Для этого в способе литья под регулируемым давлением, включающем поворот0 формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси и заполнение формы жидким металлом под действием металлостатическогонапора при подаче сжатого газа в тигель, доповорота формы с тиглем сжатый газ прого 5 няют через тигель над поверхностью жидкого металла и форму для ее прогрева, а послепрогрева форму с тиглем поворацивают на180 О.В устройстве для осуществления способа, содержащем тигель с крышкой, металлопровод, форму с литниковым каналом,установленную на крышке, привод поворота формы с тиглем вокруг горизонтальнойоси, систему подачи сжатого газа в тигель,5 металлопровод выполнен в крышке в видеперевернутой литниковой воронки, больший диаметр которой равен диаметру тигля, а меньший - диаметру литниковогоканала формы, при этом система подачисжатого газа замкнута через полости тигляи формы,На чертеже приведена схема устройства в период прогрева полости литейной формы восходящим газом, нагоетым в5 результате контакта его с расплавленнымметаллом,Устройство включает герметичную печь1 с электронагревателем, тигель 2, крышку3, металль,ровод 4, литейную форму 5, устройство 6 крепления формы 5, систему 7подачи сжатого газа, вакуум-манометр 8,маномср 9, механизм 10 поворота печи 1,баллон 11 с сжатым газом и вентиль 12,Уеталлопровод 4 выполнен в крышке 3в виде перевернутой литниковой воронки,больший диаметр которой равен диаметрутигля, а меньший - диаметру литниковогоканала 13 стояка 14 формы 5. Система 7через трубопроводы 15 и 16 и вентилятор 17замкнута через полости тигля 2 и формы 5.Способ осуществляют следующим путем.В исходном положении форма 5 снята,В тигель 2 через литниковую воронку металлопровод 4) заливают металл. Форму 5устанавливают на место и крепят устройством 6, Из баллона 11 с сжатым газом поддавлением 0,5 атм. заполняют систему 7 иконтур тигель-форма через трубопровод 15,Давление контролируется по манометрам 8и 9. Включают вентилятор 17. Газ, нагретцй в результате контакта с жидким металлом, под действием вентилятора 17 начинает циркулировать по замкнутой системе,.прогревая внутреннюю полость литейной формы 5. После прогрева формы 5, не выключая вентилятора 17, включают механизм 10 поворота печи 1. Заливку формы 5 при наличии избыточного давления газа как в тигле, над зеркалом металла, так и в полости литейной формы 5, осуществляют только под действием металлостатического напора металла в тигле, максимальная величина которого достигает при повороте печи на 180.В момент окончания заливки формы 5 вентиль 12 переводят в положение "Открыто". размыкающее систему 7 подачи газа, при этом вентилятор 17 продолжает работать, нагнетая газ теперь уже в атмосферу, создавая тем самым раэряжение в литейной форме 5, Газ иэ баллона 11 продолжает поддерживать давление над зеркалом металла в тигле 2, но уже через трубопровод 16, создавая дополнительное (к металлостатическому напору) избыточное давление на металл в форме до полного его затвердевания. Величина дополнительного давления может регулироваться от О до 1,5 атм. с учетом металлостатического напора столба жидкого металла в тигле 2.После выдержки, необходимой для затвердевания отливки, вентилятор 17 выключается, давление газа сбрасывается, установка возвращается в исходное положение, После установки и крепления новой формы цикл повторяется.На предлагаемой установке возможен и второй вариант заливки литейных форм - с противодавлением. Для этого необходимо перед началом заливки формы, после ее прогрева, вентилятор 17 выключить, а вентиль 12 оставить в положении "закрыто". Тогда заполнение формы металлом будет происходить под действием разности давлений в тигле 2 и форме 5.П р и м е р. Осуществление способа литья под регулируемым давлением отливки "волнонад".Материал отливки - алюминиевый сплав АЛ 9, габаритные размеры: 0 =100 мм, 1 =- 250 мм, Преобладающая толщина стенки отливки 3 мм. При давлении газа в 3,3 атм. отливка должна быть герметичной.В разогретый силицированнцй тигель 2 через литниковую воронку металлопровод) 4 заливают жидкий металл с температурой 740 С. На крышку 3 устанавливают литейную форму 5 так, чтобы ось приемной чаши литникового стояка в форме 5 совпала с осью металлопровода, и крепят ее, Форма 5представляет собой оболочку, полученнуюпо выплавляемой модели, устаНовленную вопоку с опорным наполнителем, Вентиль 125 устанавливают в положение "закрыто". Избаллона 11 систему 7 и контур печь-формачерез трубопровод 15 заполняют сжатымгазом (аргоном) под давлением 0,5 атм.Включают вентилятор 17, За счет циркуля 10 ции постоянно подогреваемого от зеркаламеталла сжатого газа, внутреннюю поверхность полости формы 5 нагревают до 120 С.Включают привод механизма 10 поворотапечи 1 и производят заливку формы 5, При 15 чем начальный период заливки формы 5металлом осуществляют при наличии давления инертного газа 0,5 атм. как в печи, таки в форме, которое контролируется при помощи манометра 9 и вакуумманометра 820 соответственно.В момент полного заполнения (перекрытия) приемной чаши литникоаого стояка14 металлом визуально этот момент определяют по вакуумманометру 8 снижением25 величины давления газа в форме), Вентиль12 переводят в положение "открыто", Приэтом сжатый газ иэ баллона 11 продолжаетоказывать давление на зеркало металла втигле 2, но уже через трубопровод 16, вели 30 чина этого давления регулируется от Ода 1.5атм. с учетом металлостатического напорастолба жидкого металла в тигле 2. Вентилятор 17 продолжая работать, откачивает газиэ полости формы 5 и выбрасывает его в35 атмосферу, создавая тем самым незначи тельное разрежение в форме 5. После выдержки, необходимой для эатвердеванияотливки, давление в системе сбрасывается,печь воэв,"-:цается в исходное положение,40 залитая ф; р.яа с установки снимается и устанавлис ".тся новая. Цикл повторяется,Способ позволяет улучшить условия заполнения формы жидким металлом и расширить технологические возможности45 процесса, без применения традиционногометаллопровода, под регулируемым давлением, как с противодавлением, так и безнего, изготавливать отливки,Формула из обре те н и я50 1, Способ литья под регулируемым давлением, включающий поворот формы вместе с тиглем вокруг горизонтальной оси изаполнение формы жидким металлом поддействием металлостатичес кого напора при55 подаче сжатого газа в тигель. о т л и ч а ющи й с я тем, что, с целью улучшения заполняемости форм и расширения технологических возможностей эа счет изготовлениясложных с развитой поверхностью тонкостенныхотливок, до поворота формы с тиг1759542 Составитель Ю. ТрифоновРедактор Е. Полионова Техред М,Моргентал Корректор А. Козориэ Заказ 3139 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лем сжатый газ прогоняют через тигель над поверхностью жидкого металла и форму для ее прогрева, а после прогрева форму с тиглем поворачивают на 180 О,2. Устройство для литья под регулируемым давлением, содержащее тигель с крышкой. металлопровод, форму с литниковым каналом, установленную на крышке, привод поворота формы с тиглем вокруг горизонтальной оси, систему подачи сжатого газа в тигель, отличающееся тем,что,сцелью улучшения заполняемости форм и расширения технологических воэможностей за счет изготовления сложных с развитой поверхностью тонкостенных отливок, металлопро вод выполнен в крышке в видеперевернутой литниковой воронки, больший диаметр которой равен диаметру тигля, а меньший - диаметру литникового канала формы, при этом система подачи сжатого 10 газа выполнена замкнутой через полоститигля и формы.