Устройство для затвердевания отливок

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВОК(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Харьков Сергей Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для затвердевания отливок, включающее бак с размещенным в нем кольцевым коллектором с отверстиями диаметром 430 мм и с шагом по высоте и образующей 24 диаметра отверстия, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, отличающееся тем, что отверстия в коллекторе выполнены с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей с 2-х до 4-х диаметра отверстий. Полезная модель относится к литейному производству и предназначено для охлаждения заготовок из черных и цветных металлов в жидкой охлаждающей среде. Известно устройство для охлаждения изделий, содержащее бак с размещенными в нем кольцевыми коллекторами с соплами, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости 1. Охлаждение заготовки происходит вследствие вращательного движения жидкости вокруг заготовки. Главными недостатками данного устройства является сложность конструкции и относительно небольшая интенсивность потока охладителя вблизи стенки изделия, поскольку энергия струи в основном расходуется на вращение большой массы охладителя. 35722007.06.30 Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для охлаждения изделий 2. Данное устройство состоит из бака с размещенным в нем кольцевым коллектором с отверстиями, диаметром 430 мм с шагом по высоте и образующей 24 диаметра отверстий, равноудаленные на расстоянии 880 мм от охлаждаемой заготовки. Охлаждение заготовки осуществляется за счет затопленных струй, ударяющих перпендикулярно о наружную охлаждаемую поверхность отливки. Основным недостатком данного устройства является одинаковая интенсивность охлаждения заготовки по ее высоте. Так при таком охлаждении отливок с жидкой и жидкотвердой средней частью, в них будет образовываться газоусадочная пористость, что приведет к снижению качества получаемых отливок. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является устранение газоусадочной пористости в охлаждаемой отливке. Технический результат заключается в повышении качества получаемой отливки. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве для затвердевания отливок, включающем бак с размещенным в нем кольцевым коллектором, в котором выполнены отверстия диаметром 430 мм с шагом по высоте и образующей 24 диаметра отверстия, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, отверстия в коллекторе выполнены с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей с 2-х до 4-х диаметра отверстий. При выполнении отверстий в коллекторе с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей менее 2-х диаметров отверстий нарушается направленное затвердевание охлаждаемой заготовки и устранение газоусадочной раковины в прибыльную часть, что приводит к снижению качества получаемых отливок. Если шаг увеличивается более чем в 4 раза, то существенно уменьшается интенсивность охлаждения заготовки и снижается производительность процесса охлаждения заготовок. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства для затвердевания отливок. Данное устройство состоит из бака 1, с отводящим 2 и сливным 3 патрубками. Внутри бака располагается опорный стол 4, к которому крепится кольцевой коллектор 5, с подводящим патрубком 6 при помощи нижнего фланца 7. На внутренней поверхности коллектора равномерно по всей поверхности располагаются отверстия 8. Погружение заготовки 9 осуществляется с помощью захватного приспособления 10, на котором крепится крышка 11. Устройство работает следующим образом. Охладитель из патрубка 6 тангенциально поступает в кольцевой коллектор 5 и из него в виде затопленных струй через отверстия 8 с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей от 2-х до 4-х диаметра отверстий, перпендикулярно ударяет о наружную поверхность охлаждаемой заготовки 9. При этом создается направленное затвердевание охлаждаемой заготовки, что позволяет вывести газоусадочную пористость в прибыльную часть. Все это позволяет повысить качество получаемых отливок и повысить производительность процесса охлаждения заготовок. Пример конкретной реализации устройства. Было изготовлено устройство для затвердевания отливок диаметром 50 мм с размещенным в нем кольцевым коллектором с отверстиями диаметром 4 мм и с переменным,равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте от 8 мм до 16 мм. По сравнению с кристаллизацией отливок из сплава АК 12 в устройстве с равномерным шагом расположения отверстий по высоте коллектора, при прочих равных условиях, кристаллизация отливок в опытном устройстве с переменным, равномерно увеличивающимся шагом по высоте и образующей коллектора позволило получить заготовки с высокодисперсной структурой без газоусадочной пористости. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.