Дорн для формирования полости в отливке для кристаллизатора установки электрошлакового переплава

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТГЛЬСТВУ Совоз Советсквак Соцнвлввсткчвсккк Рвспублкк(22) Заявлено 210370 (21) 1414510/22-02с присоединениева заявки РЙ(51) М. Кя. 21 С 5 еетааратвеаанВ ааввтееавета Мввввтрев ВСВОЕеа деева ааввратеаейе втврцте 9(43) Опубликовано 28,11,77 Бвоялетень М 4 (45) Дата опубликования описания 081277 Б.И. Медовар, Г.А. Бойко, Л,Г. Пуз В,А. Ковалев, А.П. Белоглазов, Г.С В.А. Носанов, В,И. Рабинович, Л.В,В.н. Струков и(72) Авторыизобретен 7) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамен институт электросварки им. Е.О.Патона(54) ДОРН ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОСТИ В ОТЛИВКЕДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОГ(ЛАКОВОГОПЕРЕПЛАВА ние относится к оборудовактрошлакового переплава,дорнам для формированиятливке для кристаллизатои электрошлакового перепла стержни для кристаллизарые используются при вых заготовок методом ЭШП.ни выполнены в виде тонкоых водоохлаждаемых оболонаплавляется в зазор межизатором и стержнем при й отливке, Однако при усадотнимает стержень, и его удалять, например, расточтом стержень используется раз. Цель изобретения - создание дорна 20 для кристаллизаторов установки ЭШП, который можно использовать многократно, Это достигается тем, что дорн выпблняется в виде монолитного металли ческого стержня. 25В дорне могут быть выполнены кана)ты для охлаждения, кроме того, дорн может снабжаться охлаждаемой рубашкой.На фиг. 1 изображены возможные конструкции дорна, на фиг. 2 - стержни 80 Изобретению для элеа именно кполости в ора установива (ЭШП) .Известныторов, котоплавке полыТакие стержстенных т(олчек. Металлду кристаллнеподвижноке отливкаприходится,кой, при эвсего один 2с охлаждаемой рубашкой, на фиг, 3схема установки дорна на поддоне, нафиг. 4 и 5 - кристаллизаторы с дорнами, на фиг. б - кристаллизатор с отверстиями, вид спереди) на фиг. 7то же, вид сбоку,На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - дорн, 2 - канал для прохождения охлаждающей жиДкости, 3коллектор для подвода и отвода охлаждающей среды, 4 - рубашка, 5 - поддон,б - кристаллнэатор, 7 - корпус отлив"ки, 8 - дно, 9 - щека, 10 - электрод,Металлический стержень, расположенный в кристаллизаторе, предназначендля формирования в отливке как внутренних, так и внешних полостей. Форма стержня соответствует виду формируемой полости, его поперечное сечеНие стержня может быть в виде круга,квадрата, прямоугольника н т,д., онможет быть переменным по высоте ииметь любую произвольную форму. Дляпростоты рассмотрим дорн круглого сечения. Дорн 1 (фиг. 1) выполнен н виде монолитного стержня сплошного илинесплошного сечения, Поперечному сечению стержня придают такую форму,Геометрические размеры которой не иретерпевали бы остаточного изменения воремя отливки, Конструкция стержня должна обладать такОй жесткостью, что бы в каждом конкретном случае получе ния отлинки соответствующих размеров сжимающие напряжения в нем не превосходили бы предел текучести материала, из которого он изготовлен.Дорн может не иметь системы охлаждения, если он применяется для получе. ния отливок из легкоплавких материалов, например алюминия, свинца, Для выплавки стальных отливок он снабжается системой охлаждения, например, в виде каналов 2, расположенных на периферии стержня, и коллекторов Э для приема и слива охлаждающей среды.Для охлаждения дорна его тело может иметь рубашку 4, выполненную иэ материала с высокой теплопроводностью, например из меди, В рубашке 4 либо в теле дорна 1, либо в обоих одновременно могут быть ныполнены каналы 2 для циркуляции охлаждающей среды.Описываемый стержень может многократно использоваться при получении методом ЭШП фасонных отливок. Для это 26 го отливку и стержень подвергают тЕмпературному ноэцействию одновременно, если стержень изготовлен из материала (углеродистая сталь), который имеет коэффициент термического расшире ния меньше материала (аустенитная сталь) отливки. Затем стержень отделяют при нагреве отливки и стержня, когда между их соприкасающимися поверхностями образуется достаточный за эор. Можно также отделять стержень от отливки, когда материал стержня имеет коэффициент термического расширения такой же или больше, чем материал отливки, для этого отливку нагревают, 40 а стержень одновременно охлаждают.Когда материал (аустенитная сталь) стержня имеет коэффициент термического расширения больше материала (углеродистая сталь) отливки, отливку и стержень нагревают и охлаждают одновременно. Прн нагреве стержень растягивает на себе отливку, а после охлаждения между их поверхностями образуется зазор. Отделение стержня можно ускорить, если охлаждать его с большейскоростью, чем отливку, В этом случаестержень можно отделить от отливки, если сразу после окончания плавки отключить охлаждение стержня, дать ему воэможность прогреться, а затем возобновить его охлаждение.Многократное использование стержня существенно упрощает технологию получения отливок, и в частности отливок, имеющих дно (фиг. 3). Дорн 1 устанав- ф дивают на поддоне 5 внутри кристаллизатора б и выплавляют отливку методом ЭШП, Сначала выплавляют корпус 7 отливки, а затем формируют ее дно6. После окончания выплавки дна 8 отливку вместе с дорном извлекают изкристаллизатора б и отделяют от стераня одним из описанных способов.Для получения полой отливки с.дноиили беэ него можно использовать кристаллнзатор со стержнем, имеющим тонкие стенки, т.е. одноразового использования (фиг. 4, 5), Если на поддонеустановить, например, два или большедорнов, высота которых меньше высотыотливки, в направлении напланлеиияслитка, можно получить полую отливкус дном и, например, двумя или болееканалами (полостями) в осевом направленни. Отлинка без дна может использоваться, например, в качестве трубной заготовки для прессования многоканальных труб,Установкой дорна или несколькихтаких дорнов в боковой стенке криеталлизатора б получают отливки с полостями, расположенными, например, в радиальном направлении (фиг, 5). В некоторых случаях для получения отливок с полостями, расположенными вовзаимно перпендикулярных направлениях,дорны могут одновременно устанавли"ваться на поддоне 5 и на боковой стенке крксталлизатора б. Для голученияотливок с отверстием, например щеккривошипов коленчатых валов для мощных судовых дизелей, (Фиг.б и 7) дориустанавливаемый на боковой стенкекристаллиэатора б илн проходящий черезэту стенку, имеет высоту больше толщины отливки. Получение отливки щеки9 кривошипа с отверстием сещественноупрощается, если электрошлаковому переплаву подвергается подвижный электрод 10 с заранее подготовленным в немотверстием, внутри которого помещаютдори.Предлагаемый дорн успешно прошелпромышленную проверку и рекомендованк использованию прн выплавке полыхфасонных отливок с дном и без него.Формула изобретения1, Дорн для формирования полостив отливке для кристаллизатора устанон. ки злектрошлаконого переплава, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью многократного его использования, он выполнен н виде монолитного металлического стержня.2. Дорн по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что н нем выполнены каналы для охлаждения,3. Дорн по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен охлаждаемой рубашкой.)ноное ОВ Г С. У 1 лиал ИИП Патент, г. Укгорол, ." Проектнаяр Реда Вака 425/3ЦБИИПИ ственного ком о делам изоьр Москва Ж-з 5 69тд Советании и отк ашс:кая н ПоМинистрл."и Йб. д,е