Устройство для получения полых и биметаллических отливок

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ И БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Ривкин Александр Игоревич Баранов Константин Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для получения полых и биметаллических отливок, включающее корпус с подводящим патрубком, верхнее основание, соединенное с изложницей, на которую установлена прибыльная надставка, нижнее основание с отводящим патрубком, соединенное с изложницей, цилиндр, соединенный с основаниями, в котором выполнены отверстия диаметром от 2 до 20 мм с шагом по высоте и периметру от 2 до 4 диаметров отверстия, металлический стержень, установленный на нижнем основании соосно изложнице,отличающееся тем, что цилиндр отстоит от изложницы на расстоянии от 4 до 40 мм, а стержень установлен незакрепленным и имеет температуру в пределах от температуры окружающей среды до температуры плавления заливаемого металла или сплава.(56) 1. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Слитки для крупных поковок. - М. Металлургия, 1973. С. 187-188. 2. Патент 4550 , МПК 22 27/04, 2008. Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения полых и биметаллических отливок из черных и цветных металлов и сплавов. Известно устройство для получения полых отливок, включающее изложницу и установленный в ней полый металлический стержень, который после затвердевания расплава остается в отливке 1. Главным недостатком данной конструкции является относительно низкая охлаждающая способность изложницы, что снижает производительность процесса литья и свойства отливок. Наиболее близким по технической сущности является устройство для получения полых отливок, включающее корпус с подводящим патрубком, верхнее основание, соединенное с изложницей, на которую установлена прибыльная надставка, нижнее основание с отводящим патрубком, соединенное с изложницей, цилиндр, соединенный с основаниями,в котором выполнены отверстия диаметром от 2 до 20 мм с шагом по высоте и периметру от 2 до 4 диаметров отверстия, металлический стержень, установленный на нижнем основании соосно изложнице 2. Главным недостатком такой конструкции является неизвлекаемость закрепленного на нижнем основании стержня. Это снижает стабильность получения полых отливок, особенно относительно высоких и тонкостенных, что уменьшает выход годного литья. Кроме этого, данное устройство не позволяет получать биметаллические отливки, что снижает его возможности. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является повышение стабильности процесса литья и ее возможностей. Технический результат заключается в увеличении выхода годного литья и расширении номенклатуры получаемых отливок. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве для получения полых и биметаллических отливок, включающем корпус с подводящим патрубком, верхнее основание, соединенное с изложницей, на которую установлена прибыльная надставка,нижнее основание с отводящим патрубком, соединенное с изложницей, цилиндр, соединенный с основаниями, в котором выполнены отверстия диаметром от 2 до 20 мм с шагом по высоте и периметру от 2 до 4 диаметров отверстия, металлический стержень, установленный на нижнем основании соосно изложнице, цилиндр отстоит от изложницы на расстоянии от 4 до 40 мм, а стержень установлен незакрепленным и имеет температуру в пределах от температуры окружающей среды до температуры плавления заливаемого металла или сплава. При удалении цилиндра на расстояние от 4 до 40 мм от изложницы максимально используется ударно-струйное действие охладителя, что повышает охлаждающую способность изложницы. Это способствует упрочнению корки, что повышает стабильность получения полой отливки. Незакрепленность стержня позволяет его извлекать вместе с отливкой. При этом облегчается его удаление, что повышает стабильность получения полых отливок и увеличивает выход годного литья. Незакрепленность стержня также позволяет расширить возможности устройства и получать биметаллические отливки. При установке стержня с относительно низкой температурой получаются полые отливки. В этом случае стержень от нее легко отделим. Установка стержня при относительно высокой температуре способствует получению биметаллических отливок. В этом случае стержень будет зажиматься при усадке отливки и/или привариваться к корке основного металла или сплава. Все это повышает стабильность процесса литья и возможности по 2 72002011.04.30 лезной модели, что способствует увеличению выхода годного литья и расширению номенклатуры получаемых отливок. Если цилиндр удален от изложницы на расстояние менее 4 мм, то будет снижаться площадь ударно-струйного действия охладителя. Это приведет к уменьшению охлаждающей способности изложницы. При установке цилиндра относительно изложницы на расстоянии более 40 мм снижается средняя скорость затопленных струй охладителя. Это также уменьшает охлаждающую способность изложницы. Если температура стержня будет меньше температуры окружающей среды, то на нем будет конденсироваться влага. В этом случае при заливке в изложницу жидкого металла может произойти взрыв. Если температура стержня будет больше температуры плавления заливаемого металла или сплава, то это будет способствовать растворению стержня и загрязнению отливки нежелательными примесями. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого устройства для получения полых и биметаллическихотливок. Оно включает корпус 1 с подводящим патрубком 2,верхнее основание 3, соединенное с изложницей 4, на которую установлена прибыльная надставка 5, нижнее основание 6 с отводящим патрубком 7, цилиндр 8 с отверстиями 9,металлический стержень 10. Устройство для получения полых и биметаллических отливок работает следующим образом. В изложницу и прибыльную надставку устанавливается металлический стержень, нагретый до заданной температуры. При помощи заливочного устройства 11 расплавом 12 заполняют изложницу и прибыльную надставку со стержнем до заданного уровня, но ниже верхнего торца стержня. Охлаждение изложницы и отливки 13 осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в полость между корпусом, цилиндром и основаниями. Далее охладитель продавливается в виде затопленных струй через отверстия в цилиндре и интенсивно охлаждает изложницу и отливку. При этом увеличивается ее прочность, что повышает стабильность процесса литья. После затвердевания отливки она вместе со стержнем свободно извлекается из изложницы, что также повышает стабильность процесса получения полых и биметаллических отливок. Пример Было изготовлено устройство для получения полых и биметаллических отливок с наружным диаметром 106 мм и высотой 160 мм, включающее стальную изложницу толщиной 8 мм и стальной цилиндр, удаленный от изложницы на расстояние 10 мм. В цилиндре были выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом по высоте и периметру 2,5 диаметра отверстия. В изложницу и прибыльную надставку устанавливались стальные стержни диаметром 50 мм, нагретые до 60 и 500 С. В изложницу и прибыльную надставку заливали расплав силумина АК 12. После его затвердевания отливку со стержнем удаляли из изложницы. В первом случае получали полые отливки, а во втором биметаллические. По сравнению с литьем в устройство с закрепленным водоохлаждаемым стержнем, при прочих равных условиях, устройство с незакрепленным и неохлаждаемым,нагретым до заданной температуры стержнем позволило увеличить выход годного литья на 14 и получать биметаллические отливки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3