Способ литья под давлением

(5 ЕНИ ие и техн Д ДАВЛЕНИЕМ я к литью под ериалов. Целью мщение физикоивок, Согласно тейной формы 3под действием 00 Ж Ж СО УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт по металозналогия на металите (Вб)(72) Иван Димов Николов (В(54) СПОСОБ ЛИТЬЯ ПО(57) Изобретение относитсдавлением различных матизобретения является повьмеханических свойств отлизобретению заполнение лирасплавом осуществляется разности давлении в тигле 1 с расплавом и в литейной форме. В форме выполнены литейная полость 4 и дополнительные полости 5. При достижении уровня А - А транспортное давление Р меняет свой характер, например, в результате резкого изменения сечения отливки. По сигналу индикатора 8 через преобразователь 9 открывается вентиль 10 и от источника 13 высокого давления подается газ в незаполненные полости 5 и в мультиплицирующий цилиндр 11, при этом в форме устанавливается высокое давление Рз. При движении поршня цилиндра 11 прерывается поток расплава на тигле 1 и осуществляется дозаполнение формы 3 расплавом, После сброса давления отливка охлаждается и извлекается. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под давлением отливок из различных материалов.Известен способ литья под давлением, при котором расплав из тигля проходит по металлопроводу и заполняет литейную форму под действием разности давлений в тигле с расплавленным металлом и в литейной форме. Заполнение литейной формы начинается при атмосферном давлении и после заполнения литейной формы до определенного уровня над расплавом в незаполненном пространстве литейной формы создается подходящий вакуум, с помощью которого регулируется скорость дальнейшего заполнения. После заполнения литейной формы расплав кристаллизуется и отливка извлекается (заявка Японии Юо 56-14385, кл. В 22 О 8/08, опублик. 1981).Целью изобретения является повышение физико-механических свойств отливок.На фиг.представлена принципиальная схема устройства для реализации способа при литье с транспортировкой расплава с помощью разности газовых давлений, создаваемых в литейной форме и тигле с расплавленным материалом; на фиг. 2 - примерная индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг. 1; на фиг. 3 - схема устройства для реализации способа при литье при атмосферном давлении в литейной форме и создании транспортного давления поршнем; на фиг. 4 - индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг, 3; на фиг. 5 - схема литья при наличии вакуума в литейной форме и создании транспортного давления разностью давлений газовой фазы; на фиг. 6 - индикаторная диаграмма транспортного давления согласно схеме на фиг. 7; на фиг. 7 - схема устройства для реализации способа при литье с повышенным давлением в литейной форме и создании транспортного давления разностью давлений газовой фазы; на фиг. 8 - индикаторная диаграмма транспортного давления при литье согласно схеме на фиг, 5.Устройство для реализации способа (фиг, 1) состоит из тигля 1 с расплавом, который через металлопровод 2 связан с литейной формой 3, выполненной из двух частей - нижней 31 и верхней 32 полуформ, в которых оформлена литейная полость 4, а в верхней полуформе 32 оформлены дополнительные полости 5. Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 сжатого газа через вентиль 7. Давление газа Р 1 в источнике 6 является транспортным давлением. Тигель 1 с расплавом снабжен индикатором 8 давления, который с помощью преобразователя 9 и вентиля 10 связан с источником 13 сжатого газа с высоким давлением Рз. К нижней части литейной формы 3 прикреплен мультиплицирующий цилиндр 11, через регулируемый дроссель 2 и трубопровод связанный с дополнительными полостями 5, а с другой стороны через трубопровод и через вентиль 10 - с источником 13 сжа того газа.Способ осуществляется следующим образом.После того, как расплав подготовлен длялитья, создается разность давлений между тиглем 1 и литейной формой 3 и расплав 10 по металлопроводу 2 поступает в литейнуюполость 4, при этом в системе тигель 1 с расплавом - литейная форма 3 может быть вакуумное, атмосферное или повышенное давление. В процессе заполнения транспорт ное давление повышается в результате преодоления сил трения гидравлического столба расплава и дросселирующего действия при выходе газовой фазы через вентиляционные каналы. При достижении определенного уровня расплава (линия А - А и точка 20 а на индикаторной диаграмме, фиг. 2)транспортное давление Р 1 меняет свой характер, например, в результате резкого изменения сечения отливки. С помощью сигнала от индикатора 8 давления для транспортного давления Р 1 включается преобразователь 9, который открывает вентиль 10, и от источника 13 высокого давления подается газ в незаполненные дополнительные полости 5 литейной формы 3 и в мультиплицирующий цилиндр 11, посредством коЗ 0 торого в литейной форме 3 устанавливаетсявысокое давление Рз. При движении поршня мультиплицирующего цилиндра 11 прерывается приток расплава из тигля 1 с расплавом и осуществляется дозаполнение литейной формы 3 расплавом. После сброса З 5 давления и охлаждения готовая отливкавынимается и цикл повторяется сначала.Устройство для реализации способа(фиг. 3) состоит из прессующего цилиндра 1, связанного через литниковый канал с литейной формой 3, которая состоит из пра вой 31 и левой 32 полуформ, в которыхоформлены литейная полость 4 и дополнительная полость 5 (прибыль), Цилиндр 1 связан с источником 6 давления с давлением Р 1 через вентиль 7, трубопровод, силовой ци линдр 18, который снабжен индикатором 8давления. Силовой цилиндр 18 связан с мультиплицирующим цилиндром 11, одна часть которого связана через трубопровод с литейной полостью 4 и через вентиль 14 с источником 13 сжатого воздуха с высоким 50 давлением Рз. Индикатор 8 давления связанс преобразователем 9, который через вентиль 1 О связан с дополнительной полостью 5 и с мультиплицирующим цилиндром 11.Связь между преобразователем 9 и дополнительной полостью 5 осуществлена через 55 регулируемый дроссель 12.Пример. Характеристика отливки: автомобильный поршень из алюминиево-кремниевого сплава, имеющий юбку толщиной45 50 55 6 мм; упрочняющее кольцо в нижней части юбки; утолщения в зонах седел поршневого болта толщиной 20 мм, толщина дна 25 мм.Способ выполняется в двугнездовой литейной металлической форме 3 с составным клиновым стержнем для центрального отверстия и стержнями для радиальных отверстий, В литейной форме 3 оформлены вентиляционные каналы, литейный канал и прибыль (полость 5).В мультиплицирующем цилиндре 11 от источника 13 при открытом вентиле 14 создается газовое давление 60 МПа, после чего вентиль 14 закрывается и наливается порция расплава в прессующий цилиндр 1. В силовом 8 и мультиплицирующем 11 цилиндрах создается гидравлическое давление от источника 6 при открытом вентиле 7. Поршень силового цилиндра 18 перемещает расплав, который заполняет полость 4 литейной формы 3. При заполнении дополнительной полости 5 (прибыли) литейной формы 3 транспортное давление Р.р (фиг, 4), отсчитанное по индикатору 8 давления, меняется и, когда заполняется часть прибыли, транспортное давление меняет свой характер (точка а, фиг. 4) и по сигналу от индикатора 8 давления срабатывает преобразователь 9, открывая вентиль 10, при котором поршень мультиплицирующего цилиндра 11 начинает перемещаться и в прибыле устанавливается давление 300 МПа. Это давление поддерживается до окончания кристаллизационного процесса в отливке, после чего оно устраняется и отливка извлекается. Полученная отливка после соответствующей термообработки имеет следующие показатели: ов = (32 - 36) х х 10 Н/м, о = (27 - 30) 10 Н/м; 6)ЗЯ; Нв= 120 - 140.Устройство для реализации способа (фиг. 5) состоит из тигля 1 с расплавленным металлом, связанного через металло- провод 2 с литейной формой 3, которая состоит из двух частей: нижней 31 и верхней 32 полуформ, между которыми оформлена литейная полость 4. В верхней полуформе 32 предусмотрены дополнительные полости 5 (прибыли). Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 давления с давлением Р через вентиль 7. Тигель 1 и пространство литейной формы связаны с индикатором 8 давления, который снабжен преобразователем 9. Последний через вентиль 10 связан с источником 13 высокого давления с давлением Рз, который через вентиль 10 связан с мультиплицирующим цилиндром 11, прикрепленным к нижней полуформе 31. Поршневое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 связано с дополнительными полостями 5 литейной формы 3 через регулируемый дроссель 12, Пространство литейной формы 3 через трубопровод и вентиль 16 связано с источником 17 вакуума,Пример. Характеристика отливки: детальдля подвески автомобиля из алюминиевогосплава со сложным сочетанием тонких итолстых стенок от 4 до 25 мм; утолщен.ные части сосредоточены в трех местах, удаленных от центрального отверстия на 300 -400 мм; сложное оребрение с выпуклостью ребер до 90 мм,Способ осуществляется в металлическойразъемной литейной форме, расположеннойв герметической камере.Плоскость разъема полуформ 31 и 32 иМеет сложную конфигурацию. В утолщенныхчастях отливки оформлены прибыли. В литейной форме выполнены вентиляционные5 каналы. Полости отливки в пространствахмежду ребрами оформлены вставками,между которыми имеются также вентиляционные каналы. Перед началом литья вкамере, где находится литейная форма 3,создается вакуум 0,1 - 0,2 МПа от источни 20 ка 17 при открытом вентиле 16. Создается разность давлений между тиглем 1 с расплавом и литейной формой 3, в результатечего начинается заполнение полости 4 отливки. Когда уровень расплава достигнет25 вентиляционных каналов в плоскости разъема и расплав заполнит их, транспортноедавление меняет свой характер и черезсигнал индикатора 8 включается преобразователь 9, который открывает вентиль 10. Вполости 5 литейной формы 3 устанавлива 30 ется высокое давление, которое уравновешивается поршнем мультиплицирующего цилиндра 11. Это давление поддерживаетсядо окончания кристаллизационного процессав отливке, после чего стравливается и отливка вынимается. Вакуум поддерживается35 только до полного заполнения литейнойформы 3 с расплавом,Устройство для реализации способа(фиг, 7) состоит из тигля 1 с расплавом,связанного через металлопровод 2 с литейной формой 3, которая состоит из левой31 и правой 32 полуформ, между которымиоформлена литейная полость 4. В левой полуформе 31 оформлены дополнительные полости 5 (прибыли). Тигель 1 с расплавом связан с источником 6 давления с давлением Р через вентиль 7. Источник 6 давления связан с литейной формой 3 венти. лем 15. В тигель 1 с расплавом вмонтирован индикатор 8 давления, снабженный преобразователем 9, который через вентиль О связан с источником 13 высокого давления с давлением Рз. Источник высокого давления связан с мультиплицирующим цилиндром 11, соединенным с правой полуформой 32. Поршневое пространство мультиплицирующего цилиндра 11 связано трубопроводом и регулируемым дросселем 12 с дополнительными полостями 5. Пример. Характеристика отливки; оребренная деталь, предназначенная для работы1389933 Формула изобретения 5под воздействием водяных паров при 150 С и давлении 10 МПа с требованиями: бь = --- (30 - 32)10 Н/м и Ь 20 О,.Способ осуществляется в двугнездовой металлической форме, которая уплотнена упругим уплотнением. Между уплотнительным кольцом и рабочей полостью формы вы. резан глубокий и широкий канал, который с ромощью вентиляционных каналов связывается с рабочей полостью формы. В литейной форме оформлены вентиляционные каналы и пространство прибыли.В тигле 1 с расплавом находится расплав - технически чистый 2 п, в котором барботируют азот под давлением 10 х 10 Н/м, после чего в системе тигель 1 с расплавом - литейная форма 3 устанавливается давление 10 х 10 Н/м. Создается разность давлений и расплав заполняет литейную форму 3 до линии А - А (точка а, фиг. 8) и транспортное давление меняет свой характер, По сигналу индикатора 8 давления включается преобразователь 9, который открывает вентиль 10, и в незаполненной полости 5 литейной формы 3 устанавливается давление 96 Х 10 Н/м, которое уравновешивается давлением в мультиплицирующем цилиндре 11, При движении поршня мультиплицирующего цилиндра 11 закрывается приток расплава из тигля 1 и осуществляется дозаполнение литейной формы 3 при высоком давлении, После кристаллизации расплава давление в литейной форме 3 стравливается, и отливка охлаждается и вынимаетсяя. Преимущества предлагаемого способа состоят в том, что дополнительное газовое давление начинает действовать на расплав в определенный момент, который выбирается в зависимости от конфигурации конкретной отливки и материала, из которого она сделана, при этом данное давление создается в самой литейной форме, По этому способу оказывается воздействие на заполнение литейной формы расплавом и на кристаллизацию его, при котором одновременно управляются оба процесса при минимальных энергетических затратах. Все это обеспечивает получение отливок с искомыми и одновременно высокими физико-механичес кими показателями. 1. Способ литья под давлением, включающий транспортирование расплава из тигля и 15 заполнение литейной формы под действиемразности давлений, создаваемых в тигле и литейной форме, воздействие на расплав при заполнении литейной формы вакуумным, атмосферным и повышенным газовым дав лениями, отличающийся тем, что, с цельюповышения физико-механических свойств отливок, после заполнения литейной формы расплавом до определенного уровня в незаполненной полости литейной формы или в одной или нескольких незаполненных 25 обособленных полостях создают газовоедавление, превышающее действующее в этот момент давление в литейной форме, при этом с другой стороны формы создают противодействующее давление, уравновешивающее газовое давление.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что газовое давление поддерживается постоянным до полной кристаллизации расплава в литейной форме.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что газовое давление непрерывно повышают от момента его создания до окончания кристаллизацйи расплава в литейной форме.1389933 12 ч ук ТехреТираж енного комитета Москва, Ж - 3 играфическое п едактор И. Николаичаказ 1605/12НИИПИ Государств113035,Производственно-пол д И. Верес К 740 П СССР по делам изоб Раушская наб., д едприятие, г. Ужгоро