Стержень для литья полых заготовок

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Стержень для литья полых заготовок, содержащий жаропрочные, теплопроводные разъемные формообразующие и соединительные элементы, отличающийся тем, что в качестве формообразующих элементов используются разъемные части конической втулки с толщиной стенки 3-60 мм, а соединительными элементами являются верхний, нижний фланцы и шпилька, в стенке втулки на расстоянии 2-10 мм от ее поверхности установлены термодатчики, а внутри стержня размещены нагревательные элементы. Полезная модель относится к литейному производству, в частности к литью в металлические формы. Известен многоразовый стержень, состоящий из жаропрочной теплопроводной трубы 1. Недостатками этой конструкции являются неподатливость стержня и неконтролируемость его температуры в процессе формирования отливки. Это приводит к повышению брака заготовок по горячим трещинам и наплывам металла. 47122008.10.30 Наиболее близким по технической сущности является металлический стержень, содержащий жаропрочные, теплопроводные разъемные формообразующие и соединительные элементы. Ими являются сегменты и клиновые вставки, соединенные посредством двуплечих рычагов 2. Главным недостатком данной конструкции является неконтролируемость температуры стержня в процессе формирования отливки. Это приводит к повышенному браку заготовок по горячим трещинам и наплывам металла. Они происходят вследствие позднего или раннего удаления отливки либо стержня. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является обеспечение контроля температуры стенки стержня в процессе формирования отливки. Технический результат заключается в увеличении выхода годного литья. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом стержне для литья полых заготовок, содержащем жаропрочные, теплопроводные разъемные формообразующие и соединительные элементы, в качестве формообразующих элементов используются разъемные части конической втулки с толщиной стенки 3-60 мм, а соединительными элементами являются верхний, нижний фланцы и шпилька, в стенке втулки на расстоянии 2-10 мм от ее наружной поверхности установлены термодатчики, а внутри стержня размещены нагревательные элементы. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого стержня. Он состоит из разъемной конической втулки 1, в стенке которой установлены термопары 2. Разъемные в вертикальной плоскости части втулки соединены при помощи верхнего 3 и нижнего 4 фланцев и шпильки 5. Внутри стержня установлены нагревательные элементы 6. При толщине стенки втулки менее 3 мм уменьшается прочность стержня, особенно если он выполнен из графита. Если толщина стенки втулки более 60 мм, то это существенно увеличивает время разогрева стержня. При установке термодатчиков на расстоянии более 2 мм от наружной поверхности втулки уменьшается срок службы стержня. Если это расстояние более 10 мм, то снижается чувствительность контроля фронта затвердевания отливки, которая будет зажимать стержень, что увеличивает брак отливок по горячим трещинам. Работа стержня осуществляется следующим образом. При подходе фронта затвердевания к стержню термодатчики фиксируют момент касания этого фронта стержня, и подается команда на движение либо извлечение полой заготовки или стержня. Это предохраняет его зажим полой отливкой и раннее ее извлечение, что уменьшает брак по наплывам металла и горячим трещинам. Нагревательные элементы позволяют разогреть стержень до температуры плавления (солидуса) металла и выше ее, что предохраняет зажим втулки при неравномерном подходе фронта затвердевания отливки к поверхности стержня. Стабилизация нагрева стержня до температуры плавления металла отливки и выше позволяет повысить податливость стержня и уменьшить литейный брак, повысив выход годного литья. Пример Изготовлен стальной стержень для литья в водоохлаждаемую литейную форму полых заготовок с наружным и внутренним диаметрами 106 мм и 78 мм. Толщина стенки втулки стержня составляет 8 мм. На глубине 3 мм от ее наружной стенки были установлены две термопары. По их показаниям определялись температура стержня и момент извлечения отливки из формы. По сравнению с обычным стальным стержнем без контроля и стабилизации температуры стенки втулки, стержень для литья полых заготовок с контролем температуры его стенки, при прочих равных условиях, позволил увеличить выход годного литья полых заготовок из сплава АК 9 в среднем на 25 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.