Дроссельная литниковая система

(57) Использование; изобр к литейному производству пользовано для заливки сплавов в сырье и сухие без использования фил Сущность: литниковая с етение и мож ерных литейн ьтрую истема относится ет быть иси цветныхые формь щих сеток,включаетааЪааааЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС стояк 1, вертикальный дроссель 2, шлакосборник 3, горизонтальный дроссель 4, шлакоуловитель 5 и питатели 6, Площади сечения вертикального 2 и горизонтального 4 дросселей выбраны из соотношения 1;(1,15-2,0). Шлакосборник выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями образующими заднюю стенку шлакосборника, Вдоль края каждой из этих двух поверхностей размещен ряд углублений, при этом углубления на одной из поверхностей расположены в шахматном порядке относительно углублений на другой поверхности, а расстояние между рядами составляет 1,0,1,5 мм. 4 ил., 1 табл,1766591 основания и горизонтальным пережимомверхней части шлакоуловителя,Указанная литниковая система такжемалоэффективна и не обеспечивает тонкойочистки металла, так как вследствие значительной турбулентности расплава, выбрасываемого из канала вертикальногодросселя, и малого объема камеры шлакоуловителя, расплав с взвешенными неметаллическими включениями через узкую зонунад выступом и под выступом вытекает взону присоединения питателей, где неметаллические включения начинают задерживаться только после заполненияшлакоуловителя или достижения расплавомуровня верхнего выступа.Целью изобретения является повышение качества отливок за счет обеспечениятонкой очистки металла от неметаллическихвключений.Поставленная цель достигается тем, чтодроссельная литниковая система, содержащая стояк, вертикальный дроссель, шлакоуловитель и питатели, согласно изобретениюснабжена шлакосборником, горизонтальным дросселем, размещенным между шлакосборником и шлакоуловителем, причемотношение сечения вертикального дросселя к горизонтальному составляет 1, (1,152,0), при этом шлакосборник выполнен ввиде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусуи пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями, образующими заднюю стенку шлакосборника.Снабжение дроссельной литниковойсистемы шлакосборником и горизонтальным дросселем, установленным между шлакосборником и шлакоуловителем, а такжеразмещение шлакосборника между вертикальным и горизонтальным дросселями приотношении сечения вертикального дросселя к горизонтальному, равном 1; (1,15-2,0),т.е, когда сечение на выходе из шлакосборника меньше, чем сечение на выходе в него,создает благоприятные условия для выброса и всплывания шлаковых и других неметаллических включений из расплава вверхнюю часть шлакосборника. Выполнение шлакосборника в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремяплоскими боковыми гранями и двумя изогнутыми по радиусу и пересекающимисяпод углом 30-60 боковыми поверхностями,образующими заднюю, стенку шлакосборника, позволяет направить выходящий изшлакосборника металл по узкому острогольному каналу, имеющему большоегидравлическое сопротивление. Прл увелиИзобретение относится к литейному производству, в частности к литниковым системам для заливки черных и цветных сплавов в сырые и сухие литейные формы.Современные требования к качеству по верхности отливки с минимальным припуском 2-2,5 мм особенно подчеркиваютнеобходимость эффективного улавливания шлака, песка, продуктов модифицирования и других неметаллических включений в пре делах литниковой системьГ, для чего самыми эффективными пока являются различные фильтрующие элементы, например силиконовая сетка марки КСЛ, керамические и пенокерамические фильтры. 15Для изготовления ответственных отливок наряду с использованием в составе литниковых систем фильтрующих элементов применяются также дроссельные литниковые системы, которые менее трудоемки по 20 сравнению с первыми (Справочник по чугунному литью под редакцией Н. Г. Гиршовича, Л. Машиностроение, 1978 гс, 328).Известная литниковая система содержитстояк, вертикальный дроссель, шлакоу ловитель, питатели с принятым соотношением сечений вертикального дросселя и стояка Рв.др1 стояка =0,5" 0,9, чем улучшаются условия всплывания неметаллических включений (песка, шлака, скис лов, продуктов модифицирования) в стояке более крупные включения задерживаются в канале (каналах) вертикального дросселя, а прошедшие далее - в шлакоуловителе, Указанная дроссельная литниковая система с 35 одним вертикальным дросселем, шлакоуловителем, питателем (питателями) не обеспечивает эффективного задержания шлака, песка, неметаллических включений в пределах литниковой системы, Первая порция 40 расплава с взвешенными неметаллическими включениями при выходе из канала (каналов) вертикального дросселя ударяется в верхнюю стенку шлакоуловителя и, отражаясь, растекается по незаполненному шлака уловителю, вследствие чего в первые от стояка питатели попадает наибольшее количество неметаллических включений и отливка бракуется, Описанная литниковая система широко используется для изготов ления ответственных отливок с условным припуском на мехобработку 4 и более миллиметров в.Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является дрос сельная литниковая система (авторское свидетельство СССР В 1316744, М. кл, В 22 С 9/08, 1986 г,), содержащая стояк, вертикальный дроссель, горизонтальный шла- у коуловитель с вогнутой сферой егочении угла свыше 60 силы трения уже неимеют практического значения, что снижаетэффективность очистки металла,На фиг, 1 представлена дроссельнаялитниковая система; на фиг, 2 - то же, вид в 5плане; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг, 4 -разрез Б-Б на фиг, 1,Литниковая система включает стояк 1,вертикальный дроссель 2, шлакосборник 3,горизонтальный дроссель 4, шлакоуловитель 5 и питатели 6. Шлакосборник 3 выполнен в виде тела, ограниченного верхним инижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями, из которых ближайшая кстояку 1 грань 7 представляет собой сужающуюся вверх трапецию, и двумя изогнутымипо радиусу Й и пересекающимися под углом30-60 боковыми поверхностями 8, образующими заднюю стенку шлакосборника 3.Вдоль края каждой из поверхностей 8 размещен ряд углублений 9. При этом углубления 9 на одной из поверхностей 8расположены в шахматном порядке относительно углублений 9 на другой поверхностии расстояние между рядами составляет 251,0.1,5 мм (фиг. 3).Площади сечений вертикального 2 и горизонтального 4 дросселей выбираются сучетом соотношения Рв,др, , Рг.др. =1,15,2,0,Высота шлакосборника определяется 30из условий, характеризующих действующиетехнологические параметры производстваотливки и обычно составляет 45150 мм,, При этом учитывается высота верхней полуформы, высота заливки формы, металлоемкость ковша и вид заливки (чайниковый илистопорный), выбранная форма и сечение канала вертикального дросселя, перекрываемого шлакосборником, выбранноеотношение сечений вертикального дросселя к стояку. Кроме того, оптимальная высоташлакосборника согласуется и равна1,75.3,0 высоты шлакоуловителя (проверено в производственных условиях),Дроссельная литниковая система рабатает следующим образом,Жидкий металл вместе с шлаком, песком и другими неметаллическими включениями через стояк 1 попадает в вертикальныйдроссель 2, получает ускорение и при входе 50в шлакосборник 3 поток расплава в расширяющемся объеме шлакосборника 3 выбрасывает на поверхность неметаллическиевключения, которые по мере заполненияшлакосборника 3 концентрируются в верхней его части. Сход неметаллических включений по дуговому остроугольному каналушлакосборника 3 к горизонтальному дросселю предотвращается гидравлическим сопротивлением узкого канала шириной 1,01,5 мм между выступами литейной формы, оформляющими размещенные в шахматном порядке углубления 9 в литниковой системе. Таким образом, два ряда углублений 9 в литниковой системе, размещенные на расстоянии 1,01,5 мм друг от друга, обеспечивают увеличение гидравлического сопротивления шлакосборника 3. Выбранное расстояние 1,0,1,5 мм между рядами определяется необходимостью получения тонкой очистки металла, соответствующей очистке с помощью сеток, т,е. как бы имитирует ячейки фильтрующих элементов. При этом сочетание указанных углублений в литниковой системе (соответствующих им выступов в литейной форме) с углом задней стенки шлакосборника 30 обеспечивает получение качественных отливок массой 4- 12 кгс припуском на механическую обработку 1,5-2,0 мм. Увеличение угла задней стенки шлакосборника до 60 позволяет получать качественные отливки такого же развеса с припуском на механическую обработку уже 4-5 мм. Достигнутые результаты практически равноценны использованию фильтрующих элементов типа сетки КС 11-Л, керамики, пенокерамики и др,П р и м е р, Предлагаемая дроссельная литниковая система с указанным коэффициентом дросселирования Р,др Р,др, = = 1,15.2,0 была проверена при изготовлении опытной партии отливок распредвала автомобиля "Жигули" (деталь Ь 2101- 1006015) из высокопрочного чугуна в условиях цеха точного литья. Масса отливки 4,6 кг, материал ВЧ 60 ГОСТ 7293-85, припуск на механическую обработку 2 мм. Результаты испытаний приведены в таблице,Использование предлагаемой дроссельной литниковой системы при изготовлении отливки распредвала для автомобиля "Жигули" позволило снизить дефектность по шлаковым, песчаным и другим нметаллическим включениям более чем на 624 по сравнению с литниковой системой конструкции Б, В, Рабиновича,Формула изобретения Дроссельная литниковая система, содержащая стояк, вертикальный дроссель, шлакоуловитель и питатели, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества отливок за счет обеспечения тонкой очистки металла от неметаллических включений, она снабжена шлакосборником, горизонтальным дросселем, размещенным между шлакосборником и шлакоуловителем, причем отношение сечения вертикального дросселя к горизонтальному составляет 1:1,15,2,0, при этом шлакосбор1766591 ми по радиусу и пересекающимися под углом 30-60 боковыми поверхностями, образующими заднюю стенку шлакосборника. ник выполнен в виде тела, ограниченного верхним и нижним основаниями, тремя плоскими боковыми гранями и двумя изогнутыНаименование отливки Высоташлакосборника, мм Уголзаднейстенки,град,Расстояниемещду рядами углублений, нм Результаты механической обработки принято забракогодных, вано шт шт. 170 3,9 для 1 есчаны козина имам 4 н7 щ В т,ч, пошлаковым рлрПо перекосПо трещина 70 55 5 70 Нет По перекосу по мех,абра Нет Нет 29 1 45 5 1,3 1,2 По перекрсу ущимина спаян щт2 шт,4 шт.,,в Не Составитель В.КазачекРедактор Техред М,Моргентал Корректор А,Козо аказ 3504 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Распредеал автоиобиля "Жигули" (2101-1006 массой 4,6 припуск иа моханическ обработку 2 мм боотношение площадей сечения дросселейУ 42.Рг 15)кг,ш 1,3 Размер опытной партии, шт. брак по ГПримечание песчаным и шлаковым раковинам,По спаянпо перекосПо спаянно перекос