Утеплительная вставка для алюминиевых сплавов

(51)22 9/08,22 7/10 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УТЕПЛИТЕЛЬНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт НАН Б(72) Авторы Волочко Александр Тихонович Ласковнев Александр Петрович Овчинников Владимир Васильевич Макарова Жанна Евгеньевна Чурко Николай Андреевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт НАН Б(57) Утеплительная вставка для литья алюминиевых сплавов, состоящая из двух полувтулок,имеющих конусную воронку в отверстии, центрирующие воронки по торцам, выполненную из керамических материалов, отличающуюся тем, что полувтулки дополнительно размещены в стальном корпусе, на боковой поверхности которого выполнены два отверстия и паз, а полувтулки дополнительно содержат частицы шлака плавки вторичных алюминиевых сплавов размером не более 0,315 мм с содержанием металлического алюминия 10-20 при следующем содержании компонентов,шамот 60-70 бентонит 10-15 перлит 5-10 шлак плавки вторичного алюминия 10-20 ортофосфорная кислота 10-20.(56) 1. Котляровский Ф.М. Формирование отливок из алюминиевых сплавов. - Киев Навукова думка, 1990. - 215 с. 2. Патент РБ на полезную модель 1075. - Опубл. 30.12.2003 // БИ 4. 1577 Полезная модель относится к литейному производству и касается изготовления элементов литниковой системы форм. Применяемые в настоящее время металлические вставки для прибыльной части отливки из-за высокого коэффициента теплопроводности металла не обеспечивают должного качества литья, около 40-50 прибыльной части отливки идет в переплав 1. Известна конструкция утеплительной вставки 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 поверхности и выполнены из шамота, бентонита, перлита и ортофосфорной кислоты с содержанием сферолизованных частиц с азотом и двуокисью кислорода не менее 52. 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. Недостатком данной конструкции является то, что в процессе изготовления утеплительная вставка подвергается объемным изменениям, что затрудняет ее установку в разъемный стакан. При больших зазорах между утеплительной вставкой и разъемным стаканом она подвергается разрушению. Кроме того, конструкция утеплительной вставки с керамическими частицами недостаточно обеспечивает ее теплостойкость и коррозионную стойкость. Задачей заявленной конструкции утеплительной вставки является обеспечение технологичности процесса литья алюминиевых сплавов, повышение теплостойкости и обеспечение высокой шлакоустойчивости 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, выполненную из керамических материалов,полувтулки дополнительно размещены в стальном корпусе, на боковой поверхности которого выполнены два отверстия и паз, а полувтулки дополнительно содержат частицы шлака плавки вторичных алюминиевых сплавов размером не более 0,315 мм с содержанием металлического алюминия 10-20 при следующем содержании компонентов, мас.шамот 60-70 бентонит 10-15 перлит 5-10 шлак плавки вторичного алюминия 10-20 ортофосфорная кислота 10-20. На фиг. 1 представлен вид спереди утеплительной вставки. На фиг. 2 представлен разрез А-А фиг. 1. На фиг. 3 представлен общий вид конструкции утеплительной вставки. На фиг. 4 представлен общий вид стального корпуса. Дополнительное размещение керамических вставок в стальном корпусе позволяет существенно облегчить задачу прецизионной сборки конструкции, поскольку керамическая вставка изготавливается вместе с корпусом методом прессования. Размер керамических частиц (не более 0,315 м) в конструкции утеплительной вставки обеспечивает высокую частоту поверхности, соприкасающейся с жидким металлом. Как показали исследования, шамот имеет недостаточную теплостойкость, кроме того,состав частиц шамота, состоящего, главным образом, из окиси кремния 2, предполагает взаимодействие при высоких температурах с расплавленным алюминием 324 А 2 А 2 О 33. Дополнительное введение частиц плавки вторичного алюминия, содержащей как металлический алюминий, так и А 2 О 3 в керамических втулках данной конструкции, существенно повышает теплостойкость и шлакоустойчивость. 2 1577 Утеплительная вставка 1 дополнительно устанавливается в стальной корпус 2, который имеет для неподвижной фиксации утеплительной вставки два отверстия - а и паз - б для фиксации утеплительной вставки и корпуса в разъемном стакане 3. Вставка вместе с дополнительным стальным корпусом может многократно устанавливаться в литейной форме. В верхней части вставка с корпусом фиксируется с помощью прижима 4 и болта 5. Для предотвращения поворота корпуса вокруг оси фиксируется с помощью фиксатора 6 и болта 5. Через конусную воронку в отверстии вставки 1 алюминиевый сплав заливается в литниковую форму. Из-за того, что вставка имеет низкий коэффициент теплопроводности сплав находится в жидком состоянии, благодаря чему газы и другие загрязнения успевают выйти из отливки. Прибыльная часть (остывший металл) при этом не значительны (1020 массы отливки). Алюминиевый расплав, соприкасаясь с утеплительной вставкой, не разъедает ее поверхность. После заливки металла в литейную форму и его остывания вместе с прибыльной частью две полувтулки конструкции утеплительной вставки разнимаются, извлекается отливка и прибыльная часть. Высокая теплостойкость вставки позволяет ее многократное использование (более 1000 теплосмен). В дальнейшем утеплительная вставка может быть механически отделена от стального корпуса и повторно изготовлена с использованием керамических частиц и установлена в литейной форме. 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.