Способ литья под давлением и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1303259 В 22 Р 17/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ЯКВ,1 В ,е 43 /В 962/ 06.05.81/22-022 Нико(54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ИУСТРОЙСТВО ДНЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к литейному производству, точнее к литьюпод давлением .преимущественно на машинах с горизонтальной камерой прессования. Целью изобретения являетсяповышение качества отливок. В способе литья под давлением перед заливкой металла в камеру прессования 3 ы,ил.(89) Вс 34 (48) 29,12 (21) 77727 (22) 20.12 (46) 15.04 (71) Инсти нология на (72) Иван лов Тренда (53) 6217 87. Бюл. У 14ут по металознаниеметалите (ВС)имов Николов и Тодоилов (ВС).043,2(088.8) полость литейной формы, состоящей изполуформ 1 и 2, и полость камерыпрессования 3 разделяют посредствомзатвора 8, а затем в камеру прессования 3 заливают расплав через желоб18. Одновременно с заливкой расплавав полости формы создают газовое давление Р , открывая вентиль 27, который соединяет источник высокого газового давления с рабочей полостью формы. Затем вентиль 27 закрывают, полость камеры прессования герметизируют, смыкая плиту 22 с кожухом 17,Открывают вентиль 28, соединяя полости формы и камеры прессования; пресспоршень запрессовывает металл в форму. При заполнении формы на фронтдвижущегося расплава действует одинаковое по величине газовое давлние,что обеспечивает одинаковые условияначальной кристаллизации отливки.Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к литью подпневмопоршневым давлением на машинахс горизонтальной камерой прессованияи может быть применено при литьецветных металлов и сплавов, силикатных материалов и других в постоянныеметаллические формы,Известен пневмопоршневой способлитья металлов и других материалов,при котором осуществляют заливку металла в камеру прессования, заполнение формы ламинарным или близким кнему потоком расплава с одновременьъм созданием газового противодавле"ния в полости формы, После заполнения формы кристаллизацию отливки осуществляют под действием двустороннегодавления, равного 15-25 МПа (авт.св.НРБ У 28297, кл, В 22 Э 7/04, 1979),Недостатком этого способа является то, что создание газового давленияв рабочей полости литейной формы вовремя ее заполнения ведет к действиюгазового противодавления переменной величины - от нуля до устайовленного конечного давления, на фронт движущегося расплава. В результате этого, как бы быстро не создавалось это давление, тепло-физические условия заполнения отдельных частей литейной формы и условия начальной кристаллизации, протекающей на контактующих с расплавом формообразующих, являются различными, Все это отражается неблагоприятно на качестве отливок.Известно устройство для осуществления этого способа, состоящее из подвижной и неподвижной полуформ, смонтированных соответственно на под вижной и неподвижной плитах поршневой машины для литья под давлением с горизонтальной камерой прессования, Неподвижная полуформа соединена с горизонтальной камерой прессования, причем горизонтальная камера для прессования снабжена заливочным отверстием для поступления расплава. В водвижной полуформе смонтированы выталкиватели и выполнено отверстие для подпрессовочного поршня, который связан с вертикальным гидравлическим цилиндром, который закреплен неподвижно на подвижной полуформе, Выталкиватели уплотнены в подвижной полу- форме, которая в рабочем положении герметизирована покетом уплотнительных колец относительно неподвижной 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полуформы, В неподвижной полуформеустановлена литниковая втулка, которая герметизирована относительно передней торцовой части горизонтальнойкамеры прессования. Пространство горизонтальной камеры для прессованияза пресс"поршнем, рабочая полостьмежду формообразующими частями формы,объем подпрессовочного поршня и пространство перед пресс-поршнем соединены между собой газопроводом. Внеподвижной полуформе вмонтированалитниковая втулка(авт. св. НРБ У 28297,кл, В 22 0 17/04, 1979),Однако с целью быстрого созданиягазового давления подпрессовочныйпоршень во время заполнения литейнойформы устанавливается на известномрасстоянии от своего конечного положения и передвигается к нему толькопосле того, как заполнение будет завершено. Это делает необходимым наличие устройства для слежения за достигнутым уровнем движущегося Фронтарасплава и соблюдение предохранительных мер против аварии при несрабатывании этого устройства; ударное уплотнение металла в подпрессовочныйпоршеньприводит к быстрому износуконтактующих торцовых поверхностей.В результате этого требуется частоевосстановление расположенных гам вентиляционных каналов.Цель изобретения - повышение качества отливок:, что обеспечиваетсяблагодаря независимому созданию газового давления в рабочей полости формы от движения расплава,Цель достигается тем, что согласно способу литья под давлением передзаливкой расплава полости формы и камеры прессования разделяют, после чего:в полости формы создают газовыедавления и заливают расплав в камерупрессования, а. в начале заполненияФормы расплавсм полости формы и камеры прессования соединяют.Цель достигается также тем чтоустройство для литья под давлением,содержащее подвижную и неподвижнуюполуформы, закрепленные на подвижнойи неподвижной плитах машины литьяпод цавлением, горизонтальную камерупрессования с пресс-поршнем и заливочным отверстием, литниковую втулку,установленную в неподвижной полуформе, выталкивающую систему, расположенную в подвижной полуформе, снабже13032 но затвором, установленным в подвижной полуформе с возможностью горизонтального перемещения от гидравлического цилиндра и взаимодействия с посадочным гнездом, выполненным в литниковой втулке, полуцилиндрическимкожухом, герметизирующим заливочноеотверстие и закрепленным неподвижнона камере прессования, несущей плитой, связанной с полуцилиндрическим 10кожухом горизонтальными направляющими колоннами, уплотняющей плитой сгидравлическим цилиндром перемещенияее по горизонтальным направляющим колоннам, закрепленным на несущей плите, а также желобом, установленным вполуцилиндрическом кожухе и прикрепленным к нему и уплотняющей плитепосредством пружин, при этом полостьгоризонтальной камеры прессования за 20пресс-поршнем и полость полуцилиндрического кожуха соединены общим газопроводом,На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, этап заливки 25расплава в камеру прессования и создания газового давления в форме; наФиг,2 - то же, перед заполнением Формы металлом; на фиг. 3 - то же, призаполнении формы металлом; на фиг.4 - 30части полуформ и камеры прессования,продольный разрез.Устройство для литья под давлением состоит из.подвижнойи неподвижной 2 полуформ, которые смонтированы 35соответственно на подвижной 33 и неподвижной 34 плитах машины для литьяпод давлением с горизонтальной камерой 3 прессования, В горизонтальнойкамере 3 прессования помещен пресспоршень 4, Неподвижная полуформа 2соединена с горизонтальной камерой 3прессования, причем герметизация между ними осуществлена с помощью уплотнения 5 между литниковой втулкой 6 45и передней торцовой частью камеры 3прессования. Литниковая втулка 6 установлена в неподвижной полуформе 2.Подвижная полуформа 1 в рабочем положении герметизирована посредством па кета колец 7 относительно неподвижной полуформы 2. Отверстие литниковойвтулки 6 со стороны полости формы врабочем положении герметизированоподвижным затвором 8, который соединен с гидравлическим цилиндром 9,закрепленным неподвижно на подвижнойполуформе 1. Подвижный затвор 8 уста 59 4новлен в подвижной полуформе 1. Шток горизонтального гидравлического цилиндра 9 уплотнен относительно подвижной платформыманжетой 1 О. Задний конец горизонтальной камеры 3 прессования герметизирован с торца уплотнением 11 относительно ригеля 12, в котором посредством пакета манжет 13 и прижима 4 уплотнен шток пресс-поршня 4. Заливочное отверстие 15 камеры 3 прессования уплотнено посредством плоского уплотнения 16 относительно полуцилн.дрического кожуха 17, который закреплен неподвижно на горизонтальной камере 3 прессования. В полуцилиндрнческом кожухе 17 смонтирован на горизонтальной оси желоб 18 для заливки расплава. На кожухе 17 смонтированы неподвижно горизонтальные направляющие колонны 19, на концах которых закреплена неподвижно несущая плита 20. Отверстие для желоба 18 в плоской части кожуха 7 уплотнено кольцом 2, помещенным в канале подвижной уплотняющей плиты 22, которая установлена на горизонтальных направляющих колоннах 19, Подвижная уплотняющая плита 22 соединена со вторым горизонтальным цилиндром 23, который закреплен неподвижно на несущей плите 20, Желоб 18 соединен пружинами 24 с подвижной уплотняющей плитой 2 и пружиной 25 с кожухом 7. Пространство горизонтальной камеры 3 прессования за пресс-поршнем 4 соединено с пространством кожуха 17 посредством общего газопровода 26. Общий газопровод 26 соединен с источником высокого газового давления и с атмосферой и снабжен электромагнитными вентилями 27- 29. В литниковой втулке б оформлено посадочное гнездо 30 для торцовой части подвижного затвора 8.Устройство работает следующим образом.После закрытия литейной Формы подвижный затвор 8 посредством горизонтального гидравлического цилиндра 9 закрывает отверстие в литниковой втулке б. При закрытых электромагнитных вентилях 28 и 29 открывается электромагнитный вентиль 27, который соединяет источник высокого газового давления с рабочей полостью литейной Формы. После достижения определенного давления Р электромагнитный вен 4тиль 27 закрывается и подпрессовоч5 130325 ный поршень 31 передвигается вертикальным гидравлическим цилиндром плавно вниз до его упора в ложе, образованном подвижной 1 и неподвижной 2 полуформами. 5Одновременно с созданием в пространстве формы давления Р через желоб 18 в горизонтальную камеру Зпрессования заливается порция расплава, причем в пространстве горизонтальной 10 камеры 3 прессования перед и за пресс-поршнем 4 и в пространстве кожуха 17, который уплотняет заливочное отверстие 15, давление равно атмосферному РПосле заливки необходимого количества расплава вертикальное отверстие кожуха 17 герметизируется посредством подвижной уплотняющей плиты 22, при этом желоб 18 поворачивается20 около своей горизонтальной оси и занимает свое нерабочее положение внутри полуцилиндрического кожуха 17. Б этот момент подается команда на движение пресс-поршня 4 вперед, причем до перекрытия отверстия 15 подаются одновременно две новые команды - команда открывания электромагнитчого вентиля 28, посредством чего, в пространстве горизонтальной камеры для 30 прессования за и перед пресс-поршнем 4 и в соединенном с ним пространстве кожуха 17 создается газовое давление Р равное давлению в рабочей полости литейной Формы, и команда на дви жение подвижного затвора 8 в конечное левое положение, причем расплав заполняет рабочую полость литейной формы посредством движения пресс- поршня 4. 40После затвердевания отливки, в результате усадки сплава, образуется зазор между стенками литейной формы и отливки, посредством чего осуществляется связь между сжатым в полости подпрессовочного поршня 31 газом, через вентиляционные каналы 32, и газом в общем газопроводе 26, При открывании электромагнитного вентиля 29 давление в системе понижается до атмосферного, что является сигналом для обратного хода поршня 31 и подвижной уплотняющей плиты 22 посредством соответствующих гидравлических цилиндров. Следует команда открывания литейной формы, выталкивающий механизм машины срабатывает и отливка выталкивается из подвижной полуформы 1. После осуществления необходимой подготовки оборудования литейная форма закрывается и она снова готова к новому циклу литья.В предлагаемом способе газовое давление создается в рабочей полости формы независимо от процесса заливки расплава в камеру прессования, при заполнении формы на фронт движущегося рас.елава В каждый момент действует одинаковое по величине газовое давление. Это обеспечивает одинаковые условия для протекания начальной кристаллизации по Формообразующим поверхностям, что определяет благоприятные возможности для компенсации объемной усадки, получения требуемок макроструктуры и физико-механических СВОЙСТВ ОТЛИВОКСпособ позволяет использовать различные по составу газовые смеси, действующие на расплав во время его заливки в камеру прессования и во время заполнения формы, что повышает положительный эффект от примененного газового легирования.Преимущества устройства для осуществления способа состоят В следующем.После осуществления горизонтально передвигающимся затвором герметизации рабочего пространства литейной Формы и пространства горизонтальной камеры прессования, каждого в отдельности и независимо одно от другого, создание газового давления осуществляется одновременно с заливкой расплава, вертикально передвигающийся подпрессовочный поршень устанавливается плавно и без удара в свое конечное положение, контактуюшие поверхности не повреждаются и выработанные на них вентиляционные каналы сохраняют свои размеры. Не требуются устройства для слежения за приведением в движение подпрессовочного поршня до его конечного положения в зависимости от положения Фронта движущегося расплава, а также предохранительной системы при аварийном не- срабатывании следящего устройства. Устройство обеспечивает постоянную герметизацию заливочного отверстия, независящую от состояния уплотняемой поверхности, Этим устраняется опасность плохой герметизации из-за попавших капель и брызг расплава при его заливке в горизонтальную камерупрессования, а также нарушение технологического режима литья из-эа их устранения.Формула изобретения1. Способ литья под давлением преимущественно, на машинах с горизонтальной камерой прессования, включающий заливку расплава в камеру 1 О прессования, заполнение формы расплавом под давлением при одновременном действии газового противодавления, кристаллизацию расплава под двусторонним давлением, равным 15-25 ИПа, 15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества отливок, перед заливкой расплава полости формы и камеры прессования разделяют, после чего в полости формы создают 2 О газовое давление и заливают расплав в камеру прессования, а в начале заполнения формы расплавом полости формы и камеры прессования соединяют.252. Устройство для литья под давлением, содержащее подвижную и .неподвижную полуформы, закрепленные на подвижной и негодвижной плитах машины литья под давлением, горизонталь- ЗО ную камеру прессования с пресс-поршнем и заливочным отверстием, литниковую втулку, установленную в неподвюкной полуформе, выталкивающую систему,расположенную в подвижной полуформе,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения качества отливок,оно снабжено затвором 8, установленным в подвижной полуформе 1 с возможностью горизонтального перемещенияот гидравлического цилиндра 9 и взаимодействия с посадочным гнездом 30,выполненным в литниковой втулке 6,полуцилиндрическим кожухом 17, герметиэирующим заливочное отверстие 15 изакрепленным неподвижно на камерепрессования 3, несущей плитой 20,связанной с полуцилиндрическим кожухом 17 горизонтальными направляющимиколоннами 19, уплотняющей плитой 22с гидравлическим цилиндром 23 перемещения ее по горизонтальным направляющим колоннам 19, закрепленным на несущей плите 20, а также желобом 18,установленным в полуцилиндрическомкожухе 17 и прикрепленным к нему иуплотняющей плите 22 посредством пружин 25 и 24, при этом полость горизонтальной .камеры прессования 3 эапресс-поршнем 4 и полость нолуцилиндрического кожуха 7 соединены общимгазопроводом 2 б./5 113 Производственно-полиграфическое предприятие,ул, Проектная,г Тираж 741Государственделам изобрет5, Москва, Ж-З ого комитета СССннй н открытийРаушская наб.,