Форма для центробежного литья

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1806041 51)5 В 22 О 13 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К ЕНТУ ое объединени еменов, В, Г. ТиК. Иванько, В. Ф. Е, И. Григорьев и объединен тробежное литье. РОБЕЖНОГО Изобретпроизводствлитью, и межтробежномных заготовоЦелью иние качестваложницы,На фиг,к.обретения явзаготовок и с ется повышека службы изоказана предлагаемая ения заключается ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕЛИТЬЯ ение относится к литейном у, в частности к центробежном ет быть использовано при це литье крупногабаритных тру форма.Сущность изоследующем,Покрытие фогослойной оболочв свою очередьсый в цилиндр лкоторого располос возможностьюния, Выполненипозволяет эффек 1)мы выполнено в виде мноки, каждый слой 1 которой представляет собой согну-. истовбй материал, концы жены свободно внахлест 2 их свободного перемещее покрытия многослойным тивно повысить его терми(57) Использование: в литейном и роизводстве, в частности в центробежном литье. Сущность изобретения. форма для центробежного литья включает металлическую изложницу, торцовые крышки, теплоизоляционное покрытие в виде многослойной оболочки, согнутой в цилиндр, концы. которого расположены внахлест, с возможностью перемещения в направлении, совпадающем с вращением формы при заливке, Нахлесты слоев многослойной оболочки расположены равномерно по окружности, Слои оболочки расположены диаметрально, выполнены с термостойким покрытием, толщина внутреннего слоя определяется по формуле. 6 з, и. ф-лы, 2 ил,ческое сопротивление не столько за счет термического сопротивления материала покрытия, сколько за счеттермического сопротивления, обусловленного термопередачейСо от слоя к слою. В качестве отдельного слояф многослойной оболочки должен применяться листовой материал. СВыполнение слоя в виде листа, согнуто ф го в цилиндр, с концами, лежащими свобод-д но внахлест, позволяет уплотнять многослойное покрытие, изменяя диаметр каждого слоя, под воздейс 1 вием центро-,ф бежных сил, действующих на каждый слой, Ы и под давлением жидкого металла, находящегося в поле центробежных сил.По мере заполнения формы жидким металлом многослойная оболочка еще больше уплотняется, ее термическое сопротивление уменьшается и достигает расчетной величины, необходимой для формированиязаливаемого слоя, С; Ьзи Ьс ла соответст ала и матери К - экс учитываю щиент ного требуемой структуры и свойств металла отливаемой заготовки, Высокое начальное ипостепенное уменьшение в процессе заливки жидкого металла термического сопротивления покрытия формы позволяет понизить 5силу термического удара на изложницу, что,в свою очередь, способствует увеличениюсрока ее службы. Например, проведенныево НПО ЦНИИТмаш исследования показали, что при использовании заявляемого спосаба максимальный уровень напряжений,возникающих на внутренней поверхностиизложницы на 20 ниже, чем в способепрототипе, Это приводит к тому, что термо. циклическая нагрузка на изложницу 15снижается, а ее эксплуатационная стойкость растет.Выполнение концов оболочек внахлеств направлении вращения формы во времязаливки затрудняет эатекание металла за 20пределы оболочки,Количество слоев зависит от конкретноготехнологического процесса (необходимоготермического сопротивления теплоизоляционного покрытия, необходимой скорости охлаждения, размеров отливки и т,д,).Важным для получения качественнойзаготовки и повышения срока службы изложницы 3 является расположение нахлестов 2 слоев 1 в оболочке, Они должны З 0располагаться на одинаковых углах друг отдруга. Это позволяет создать равномерноепо окружности тепловое поле отливки, чтоспособствует формированию однороднойструктуры металла заготовки и исключает З 5условия для возникновения дополнительных внутренних напряжений в теле отливкии изложницы, Ширина нахлеста должнабыть не менее 15 мм, Согласно результатамисследований при ширине нахлеста менее 4015 мм резко возрастает вероятность затекания жИдкого металла за пределы внутреннего слоя оболочки, коробления остальных, слоев из-за неравномерного по окружностинагрева, изменения геометрии отливки, а 45также местный разогрев изложницы.В случае, когда ширина нахлеста боль-ше лО/и, где О - диаметр внутренней поверхности; и - количество слоев,ухудшается основное свойство теплоизоляционного покрытия - возможность плавноизменять термическое сопротивление впроцессе отливки и формирования заготовки.Нахлесты 2 двух внутренних слоев располагают диаметрально противоположно,что уменьшает возможность протеканияжидкого металла эа пределы второго слояоболочки в случае его протекания под внутренний первый слой,Выполнение внутреннего слоя многослойной оболочки из металла той же марки или близкого по химсоставу металла заготовки позволяет исключить возможность загрязнения металла заготовки материалом внутреннего слоя оболочки даже в случае его расплавления и смешивания с жидким металлом отливаемой заготовки,При покрытии поверхности слоев многослойной оболочки термостойким материе. лом можно более плавно регулировать процессы теплообмена, устранить возможность приваривания металла заготовки к другим слоям многослойной оболочки в слу. чае его эатекания за пределы внутреннего слоя оболочки. Выполнение поверхности слоя, контактирующего с жидким металлом. беэ покрытия позволяет избежать загрязне ния металла заготовки материалом покры тия,Выполнение внутреннего слоя многослойной оболочки с отогнутыми по торцам внутрь краями, сопрягающимися с поверхностями крышек формы позволяет удержать жидкий металл в пределах внутреннего слоя оболочки. т.е, исключить возможность его эатекания с торцов оболочки. В случае, когда высота отогнутых краев менее толщины отливки, наблюдается затекание жидкого металла с торцов оболочки,Верхний предел высоты отогнутых краев ограничивается конструктивными особенностями центробежной машины, изложницы и технологического процесса,Эксперименты, проведенные в НПО ЦНИИТмаш, показывают, что толщину листового материала внутреннего слоя многослойной оболочки можно определять по формуле лщина внутреннего слоя (листа),тенки отливки, мм;ристаллизации эаливае/кг;еплоемкость материалаг град:плоемкостьад;ра заливки металла, С;ра плавления материала коэффициент аккумуляции теп венро для заливаемого матери ала слоя (листа);ериментальный коэффиц й теплоотвод внутри мслойного покрытия и находящийся в пределах 0,05-0,07,Для слоев, у которых (ТпТз) температура плавления материала слоя большетемпературы заливаемого металла, формула упрощаетсяК 1 Ьз Вз Сз Тз - Тплбд., т,. -20 , обозначения те же.Эксперименты по укаэанному случаю 10проводились на ПО "Буммаш", где отливались трубные заготовки из бронзы маркиОЦСН на оболочку из стали СТЗ.Эксперименты показали, что для разных материалов слоя (сталь, медь, алюминий и т,д.) при заливке, например,углеродистых и легированных сталей от стали 20 до Х 1810 Т или чугуна - коэффициентК находится в пределах 0,05-0,07,Применение в расчетах предложенной 20формулы позволяет толщину внутреннегослоя многослойной оболочки выбирать минимальной ири условии его нерасплавления, что сокращает расходы материала натеплоизолирующее покрытие и трудоемкость механической обработки заготовок,т,е, повысить качество заготовок и экономичность всего процесса, Необходимо отметить, что увеличение толщины листа слояповышает также его жесткость, т.е, преиятствует деформации листов под действиемцентробежных сил и заливаемого металла иснижению термического сопротивленияслоя в ходе заливки и формирования отливки, т,е. не способствует повышению качества заготовок и срока службы изложницы,Формула изобретения1. Форма для центробежного литья заготовок, включающая металлическую изложницу, торцовые крышки, теплоизоляционное 40покрытие на внутренней поверхности изложницы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения качества заготовок и срока службы изложницы, теплоизоляционное покрытие выполнено в виде согнутого в цилиндр 45листового материала; концы которого расположены свободно внахлест, при этом направление нахлеста совпадает снаправлением вращения формы при заливке. 507, Форма ио и, 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что толщина внутреннего слоя определяется ио формуле где Л - толщина внутреннего слоя (листа), мм;Вз - толщина стенки отливки, мм;Рз - теплота кристаллизации заливаемого металла, ккал/кг;Сз - теплоемкость (средняя) заливаемого металла, ккал/кг град;Сс - теплоемкость (средняя) материала слоя (листа), ккал/кг град;Тз - температура заливки, металла, С; Тп - температура плавления материала слоя (листа), С;Ьз, Ьс - коэффициент аккумуляц соответственно для заливаемого ми материала слоя (листа);К - экспериментальный коэффициент, учитывающий Теплоотвод внутри многослойного иокрытия.и находящийся в пределах 0,05-0,07. ии тепла атериала 2, Форма пои, 1, отл ич а ю ща я с я тем, что покрытие выполнено многослойным.3, Форма поп,2, отл ич а ю ща я ся тем, что в покрытия состоящего из двух .лоев нахлесты расположены диаметрально противоположно4. Форма ио и. 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренний слой покрытия выполнен из материала той же марки или близкого по химическому составу, что и металл отливаемой заготовки.5. Форма поп.2, отл ича ющаяся тем, что поверхности слоев, эа исключением поверхности слоя, контактирующего с жидким металлом, выполнены с термостойким покрытием, например графитовым,6. Форма по и, 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренний слой покрытия выполнен с согнутыми по торцам внутрь краями, сопрягающимися с поверхностями крышек формы, ири этом высота отогнутых краев не менее толщины отливаемой заготовки.1806041 иг Составйтель Н,Ром Техред М,Моргента Корректор Л.фил Редактор З,Ходако при ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ул,Гагарина, 101 аз 958ВНИИПИ Госу Тиренного1035, М 83 грращжи 7 Подписноемитета по изобретениям и открытисква, Ж, Раушская наб 4/5