Литейная форма

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИ 4 ЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) ой но ий емой я а(54)(57) 1. ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА, содержащая формообразующую полость и устройство для подвода газа в виде полой трубки, одним концом размещеннв формообразующей полости, а другимсоединенной с источником газа, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью экономии жидкого металла путемпридания усадочной полости требуформы и местоположения, на концетрубки, размещенном в формообразующей пОлости, расположено полое телос газонепроницаемыми в расплавестенками, а со стороны подсоединения трубки к источнику газа установлен регулируемый дроссель.2. Форма по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что полое тело вы"полнено с жесткими стенками и открытым в сторону нижней поверхностиформы.3. Форма по п.2, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что канал трубкисо стороны полого тела снабжен гаэопроницаемой перегородкой.4. Форма по пп.2 и 3, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что стенкиполого тела выполнены одно- или многослойными,5, Форма по п.4, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что по крайней мереодин слой стенки полого тела выполнен из материала, сохраняющего свок,форму в расплаве,9993406. Форма по пп.4 и 5, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что один из слоев полого тела выполнен из огнеупорного материала.7. Форма по пп.4 и 5, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что один из слоев стенки полого тела выполнениз теплоизоляционного материала.8. Форма по пп.4 и 5, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что один из слоев стенки полого тела выполнен из экзотермической смеси.9. Форма по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что полое тело выполнено в виде деформируемой замкнутой оболочки.1Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно, к литейнымформам для полых изделий, Предлагаемое изобретение может быть использовано при изготовлении массивных отливок с полостью, полых слитков, а также при производстве отливок с прибылями,Известна литейная форма, содержащая литейную полость и устройстводляподвода газа в виде песчаного стержняо продольньм каналом 1 ,Стержень одним концом закреплен вформе, а другим выходит в литейнуюполость, Длина стержня в полости превышает толщину твердой корки металла,которая может образоваться на поверхности формы после ее заполнения, Поканалу стержня газ под атмосфернымдавлением может проникнуть в жидкую 20область затвердевающего объема, таккак в пространстве, ограниченном коркой затвердевшего сплава, возникаетразрежение вследствиеуменьшения объема расплава при охлаждении и затвердевании,.Введение газа под атмосферным давлением в жидкую область позволяет обеспечить питание отливки втом случае, когда уровень питающегорасплава ниже уровня расплава в от- ЗОпивке.Однако в указанной литейной формепри изготовлении массивных отливок 2разрежение в объеме расплава приводит к деформации стенок отливки под воздействием атмосферного давления. В результате отливка питает прибыль и усадочные дефекты возникают в отливке.Этот недостаток устранен в литейных формах, в которых газ подводят под регулируемым давлением.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является литейная форма, которая содержит формообразующуюполость и устройство для подвода газа в виде трубкиразмещенной одним концом в формообразующей полости, а другим соединенной с источником газа 2.Пузырьки газа, вводимого в жидкую область объема, всплывают и скапливаются вверху. При этом образуется полость в верхней части объема затвердевающего металла, форма которой определяется соотношением между скоростью снижения уровня расплава и скоростью распространения фронта затвердевания. В результате полость приобретает вытянутую сердцевидную форму,Отсутствие в известной литейной форме возможности удерживать газ в заданном месте объема затвердевающего металла и препятствовать распространению фронта затвердевания не позволяет получить в отливке полость требуемой формы ирасположенную в заданном месте объема. Возникает необходимость концентрировать усадоч ную полость в питающем массивеприбыли, которую после затвердевания отливки удаляют. И для прибыли усадочная полость имеет нерациональную форму. Из-эа того, что полость .удлинена вниз, лишь небольшая часть объема прибыли отдает расплав на питание отливки.Таким образом, необходимость применения прибылей для получения отли вок с полостью и низкий КПД прибыли из-эа неуправляемости процессом формирования усадочной полости приводит к повышенному расходу жидкого металла и снижению выхода годного литья. 20Целью изобретения является экономия жидкого металла путем приданияусадочной полости требуемой формы иместоположения.Указанная цель достигается тем,что в известной литейной форме,имеющей литейную полость и устройство для подвода газа в виде лолойтрубки, одним концом расположеннойв литейной форме, а другим соединенной с источником газа, на концетрубки, выходящем в формообразующуюполость, расположено полое тело сгазонепроницаемыми в расплаве стенками, а со стороны подсоединения 35трубки к источнику газа установленрегулируемый дроссель.Канал трубки со стороны пологотела перекрыт газопроницаемойперегородкой, а полое тело выполнено с 40жесткими стенками н открытым в сторону нижней поверхности формы.Кроме того, цель достигается тем,что стенки полого тела выполнены одно- или многослойными. 45По крайней мере один слой стенкиполого тела выполнен иэ материала,сохраняющего свою форму в расплаве,а слои стенки полого тела выполнены 25 иэ огнеупорного, теплоизоляционного 50 материалов и экзотермической смеси.Кроме того, полое тело может быть выполнено в виде деформируемой замкнутой оболочки.Применение полого тела в конструкции устройства для подвода газа дает возможность удерживать стенками полого тела газ, вводимый в жидкую область металла, в требуемом месте объема и придавать образующейся полости форму в соответствии с формой полого тела. В случае выполнения полого тела с жесткими стенками, многослойные стенки, имеющие слои из экзотермической и теплоиэоляционной смесей, предотвращают эахолаживание металла внутри полого тела и разрушение жесткого слоя стенки от теплового и разъедающего воздействия жидкого металла.Регулируемый дросеель в трубке обеспечивает быстрое вытеснение воздуха из полого тела при заполнении формы металлом и предупреждает захолаживание металла в полом теле отциркуляции газа во время введения его в полость. Газопроницаемая перегородка позволяет заполнить полое тело металлом и не дает возможность затвердеть ему на входе в канал трубки. Таким образом, в полом теле металл сохраняется жидким до окончания процесса затвердевания всего объема металла в форме, полностью вытесняется газом из полого тела и расходуется на питание отливки. В результате .образуется полость с заданными формой и местоположением.В том случае, когда полое тело выполнено в виде замкнутой деформируемой оболочки, заполнение ее металлом не происходит и отпадает надобность в установке в трубке газопроницаемой перегородки и в придании оболочке теплоизолирующих свойств. Захолаживание слоев металла, прилегающих к оболочке за счет циркуляции газа внутри оболочки предупреждается установкой дросселя. Уменьшение объема расплава при формировании отливки компенсируется газом, вводимым внутрь оболочки, а металл, вытесняемый оболочкой, идет на питание отливки. Полость образуется в заданном месте объема, .а форма ее будет приближаться к шаровой.Давление, под которым газ подают в форму, должно превышать гидростатическое давление расплава над нижним уровнем полого тела и в каждом случае определяется экспериментально,Возможность управлять процессомформирования полости в объеме эатвердевающего металла в описываемой литейной форме позволяет получать отливки с полостью, в объем которойвходит объем усадочной раковины, без прибыли. Изменение же формы усадочной раковины в прибыли от удлиненной сердцевидной к компактной, например, цилиндрической или шаровой увеличивает КПД прибыли. Отказ от прибыли в одном случае и уменьшение ее объема в другом позволяет экономить жидкий металл и повьппать выход годного ли 1 О тья.На фиг. 1 изображена схематически литейная форма с устройством для подвода газа, имеющим полое тело с жесткими стенками, на фиг.2 - литей 15 ная Форма с устройством для подвода газа имеющим полое тело в виде замкнутой деформируемой оболочки.Литейная форма, изображенная на фиг.1, содержит литейную полость 1,20 устройство для подвода газа, состоящее из полой трубки 2 одним концом расположенной в формообразующей полости 1, а другим закрепленной в форме с помощью Фиксатора 3 и соединен ной с источником 4 газа через трубопроводы 5 и 6, и воздухораспределитель 7, в канале 8 трубки установлен регулируемый дроссель 9, на конце трубки, выхоцящем в литейную по 30 лость, расположено полое тело 10 и газопроницаемая перегородка 11,внешний слой 12 стенки полого тела выполнен, например, из стали, второй слой 13 - из стекловаты, третий слой 14 - из экзотермической смеси.Ра.бота формы осуществляется следующим образом.ФоРмообразующую полость 1 заполняют расплавом через стояк 15 и пита- тель 16, Заполняя полость 1 формы, расплав одновременно входит в полое тело 10, вытесняя из него воздух через канал 8 трубки с максимально открытым дросселем 9, трубопровод 5 и воздухораспределитель 7 в атмосферу. Соприкосновение расплава с экзотермическим слоем 14 вызывает горение смеси, сопровождающееся выделением тепла, большая часть которого благодаря наличию теплоизоляционного слоя 13 передается расплаву, находящемуся в полом теле 10. В канал трубки 8 расплав не проникает,так как вход в нее закрыт перегородкой 11, пропускающей воздух и не пропускающей жидкий металл. По окончании заливки уменьшают сечение дросселя 9 и соединяют полое тело с источником 4 газа,переключив воздухораспределитель 7. Давление газа превышает гидростатическое давление столбца расплава от нижнего "уровня полого тела 10 до верхней точки отливки, но не вьппе давления столба расплава от нижнего уровня полого тела до входа ь стояк 15, во избежание выброса металла через стояк. Охлаждение расплавленного металла и его кристаллизация вызовут уменьшения объема, оставшегося в жидком состоянии металла, Возникающее уменьшение объема расплава в литейной полости тут же восполняется газом, поступающим внутрь полого тела 10 и собирающимся в нем, а вытесняемый расплав обеспечивает питание затвердевающих областей отливки 17. При этом происходит равномерное по сечению полого тела снижение уровня 18 жидкого расплава, а внешние очертания отливки сохраняются. К окончанию процесса формирования отливки фронт затвердевания подойдет к стенке полого тела сверху, сбоку и к выходу из полого тела, Последние порции жидкого металла на выходе из полого тела застынут в виде слегка вогнутой поверхности 19.Экспериментально опробовали полое тело с соотношением диаметра к высоте равным 1,4-3,0.форма, изображенная на фиг.2, отличается от формы на фиг,1 конструкцией полого тела 10 - оно выполнено в виде замкнутой оболочки, например из стеклоткани, и отсутствием газопроницаемой перегородки.Работа, формы осуществляется следующим образом.Литейную полость 1 заполняют расплавом через стояк 15 и питатель 16. Оболочка выталкивается металлом по мере заполнения формы и занимает вертикальное положение 20. По окончании заливки соединяют полость оболочки с источником 4 газа, переключив воздухораспределитель 7. Давление газа по предыдущему варианту, Ох. лаждение расплавленного металла и его кристаллизация вызовут уменьшение объема оставшегося в жидком состоянии металла. Возникающее уменьшение объема металла в литейной полости тут же восполняется газом, поступающим внутрь оболочки и скапливающимся в ней. По мере заполнения оболочки газом, ее складки расправляют.Горькова Техред О.НецеКорректор В.Гирняк ак каз 6643/4 Тираж 746 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, К, Раушская наПодписноеСССРд.4/5 филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 ся и объем, занимаемый оболочкой, увеличивается, а вытесняемый металл идет на питание отливки. К окончанию процесса формирования отливки оболочка полностью заполняется газом и ее форма приблизится к шаровой 21.Использование новых конструктивных элементов - полого тела и регулируемого дросселя в известной литейной форме позволяет управлять процессом формирования полости в отливке и прибыли, что дает возможность в одном случае получать отливку с полос тью без прибыли, а в другом - умень шить объем прибыли. В результате экономится жидкий металл и повышается выход годного литья.Предлагаемая литейная форма была опробована в лабораторных условиях для получения полых отливок из силумина. Эксперименты прдтвердили работоспособность предлагаемой литейной формы. Выход годного для этих отливок составил 907.