Утеплительная вставка для литья алюминиевых сплавов

(51)22 9/02,22 7/10 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УТЕПЛИТЕЛЬНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ ЛИТЬЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ(71) Заявитель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский моторный завод(72) Авторы Волочко Александр Тихонович Жданович Олег Егорович Ласковнев Александр Петрович Овчинников Владимир Васильевич(73) Патентообладатель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский моторный завод(57) Утеплительная вставка для литья алюминиевых сплавов, состоящая из двух полувтулок, имеющих конусную воронку в отверстии, центрирующие воронки по торцам, две выборки в виде паза на внешней цилиндрической образующей для центрирования и фиксации, отличающаяся тем, что полувтулки выполнены из шамота с размером частиц 5-500 мкм, бентонита с размером частиц 50-300 мкм, перлита с размером частиц 50-300 мкм и ортофосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.шамот 60-70 бентонит 10-20 перлит 5-20 ортофосфорная кислота 10-20,причем содержание частиц размером (50-100 мкм) составляет не менее 60 , а содержание сферолизованных частиц с азотом и двуокисью кислорода не менее 5 .(56) 1. Ф.М. Котляровский. Формирование отливок из алюминиевых сплавов. - Киев Навукова думка, 1990. - 215 с. 2. Патент Российской Федерации 2176575, МПК В 22 С 9/08, В 22 7/10. - Опубл. 2001 // БЮА России, 2002. 1075 Полезная модель относится к литейному производству и касается изготовления элементов литниковой системы форм. В настоящее время для получения качественной отливки используется прибыльная часть. Для получения прибыльной части применяют металлические вставки, в которых расплав, находясь над отливкой, вбирает при медленном остывании все погрешности кристаллизации 1. Однако из-за высокого коэффициента теплопроводности металла прибыльная часть составляет порядка 40-50 массы отливки, в последующем идет на переплавку. Известны втулки питателей литейных форм, содержащие сферические микрочастицы из силиката алюминия и связующего холодного отверждения 2. Такая конструкция вставки позволяет металлу длительное время находиться в жидком состоянии, при этом газы успевают выйти из металла, уменьшается гравитационный напор, обеспечивается высокая плотность отливки. При автоматизации процесса, если жидкий металл в зону расплавления подается магнитно-динамическим насосом, т.е. жидкий металл используется как проводник токов высокой частоты, то применение втулок, содержащих металлические частицы, не приемлемо. Кроме того, для разъемных и многоразовых литейных форм вставки наряду с низким коэффициентом теплопроводности должны обладать и высокой теплостойкостью. Это необходимо в условиях крупносерийного и массового производства. Задачей заявляемой конструкции утеплительной вставки является обеспечение технологичности процесса литья алюминиевых сплавов, повышение теплостойкости и обеспечение низкого коэффициента теплопроводности вставок. Поставленная задача решается таким образом, что утеплительная вставка для литья алюминиевых сплавов, состоящая из двух полувтулок, имеющих конусную воронку в отверстии, центрирующие воронки по торцам, две выборки в виде паза на внешней цилиндрической образующей для центрирования и фиксации, полувтулки выполнены из шамота с размером частиц 5-500 мкм, бентонита с размером частиц 50-300 мкм, перлита с размером частиц 50-300 мкм и ортофосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.шамот 60-70 бентонит 10-20 перлит 5-20 ортофосфорная кислота 10-20,причем содержание частиц размером (50-100 мкм) составляет не менее 60 , а содержание сферолизованных частиц с азотом и двуокисью кислорода не менее 5 . На фиг. 1 представлен вид спереди утеплительной вставки для литья алюминиевых сплавов. На фиг. 2 представлен вид сбоку утеплительной вставки. На фиг. 3 представлен вид сверху утеплительной вставки. Утеплительная вставка 1 устанавливается в разъемный стакан 2 формы 7 для литья отливок. Для удержания в форме при многократном использовании фиксируется с помощью торцевых воронок, выполненных под угломи . В верхней части вставка также фиксируется с помощью прижима 3 и болта 4. Для предотвращения поворота утеплительной вставки вокруг оси, конструкция ее предусматривает два паза. Такие же пазы выполнены и в разъемном стакане 2. После установки вставки в стакан они фиксируются специальной быстросъемной шпонкой 5. Через конусную воронку в отверстии вставки металл заливается в форму. Из-за того,что вставка имеет низкий коэффициент теплопроводности, металл длительное время находится в жидком состоянии. Газы и другие загрязнения успевают выйти из отливки. Прибыльная часть (остывший металл), оставшаяся в утеплительной вставке, оставляет 1030 ее внутреннего объема. 2 1075 Как показали исследования, бентонит и ортофосфорная кислота наиболее приемлемы с точки зрения экономической целесообразности и низкого коэффициента теплопроводности вставки. Использование полых керамических сферолизованных сфер в конструкции утеплительной вставки способствует удержанию тепла расплавленного металла. Шамот и перлит используются в качестве наполнителей доступных огнеупорных материалов. Их размер продиктован качеством поверхности утеплительной вставки, соприкасающейся с жидким металлом и остающейся таковой в процессе эксплуатации. После формирования алюминиевых изделий устройства, удерживающие полувтулки утеплителей прибыли, автоматически разъединяются, изделия из формы извлекаются. Форма готова для повторного применения с использованием керамических вставок утеплителей прибыли. Промышленное опробование керамических вставок утеплителей прибыли проведено на Минском моторном заводе в цехе алюминиевого литья при заливке поршней двигателей внутреннего сгорания из алюминиевого сплава АК 12 М 2 МгН. Ресурсосберегающая и экономическая эффективности заключаются в экономии электроэнергии и цветных металлов. Расчеты, проведенные на примере только одного УП ММЗ, показывают экономию 20 тонн алюминиевого сплава и экономию около 3 тыс. кВт/ч в год. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.