Кокиль с двумя горизонтальными плоскостями разъема

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОКИЛЬ С ДВУМЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ПЛОСКОСТЯМИ РАЗЪЕМА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Марукович Евгений Игнатьевич Барановский Эдуард Федорович Барановский Константин Эдуардович Ильюшенко Валерий Михайлович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Кокиль с двумя горизонтальными плоскостями разъема, состоящий из металлического поддона, металлической формообразующей средней части, разделительной прокладки из теплоизолирующей термостойкой ткани между поддоном и средней частью кокиля и металлической крышки с литниковой чашей из песчаной смеси, отличающийся тем, что рабочие поверхности стенок средней части кокиля имеют облицовку из полос теплоизолирующей термостойкой ткани, при этом длина облицовочных полос ткани больше высоты облицованных стенок, а верхний и нижний свободные концы полос ткани расположены в верхнем и нижнем разъемах кокиля соответственно и прижаты крышкой кокиля к верхнему ладу его средней части, а нижним ладом средней части к покрытому разделительной прокладкой поддону.(56) 1. Кокильное литье Справочное пособие. - М. Машиностроение, 1967. - С. 116-118. 2. Специальные способы литья Справочник / Под общ. ред. В.А.Ефимова. - М. Машиностроение, 1991. - С.81-83. 3. Патент 2009008 1, опубл. 1994.03.15. 4. Патент 6386 . Полезная модель относится к литейному производству, в частности кокильному литью железоуглеродистых сплавов. Известны кокили с одной или несколькими горизонтальными плоскостями разъема 1, рабочие поверхности кокилей такой конструкции обычно покрывают термозащитноразделительными красками 2, 3. Основными недостатками таких кокилей при литье высокотемпературных железоуглеродистых сплавов являются их низкая термическая стойкость, приваривание расплава к рабочей поверхности металлической формы, низкое качество поверхности отливки и образование облоя при затекании расплава в зазоры по плоскостям разъема кокиля. Главная причина указанных недостатков таких кокилей заключается в том, что кокильная краска не позволяет создать на его рабочей поверхности защитно-разделительное покрытие с высоким термическим сопротивлением, так как максимально допустимая по условиям эксплуатации толщина такого покрытия не превышает 0,5-0,8 мм, а коэффициент его теплопроводности составляет 0,2-0,6 Вт/мК. В этих условиях интенсивность теплообмена расплава с рабочей поверхностью кокиля очень высокая и его стенки испытывают термический удар. При контакте расплава со стенками такой формы происходит практически мгновенная кристаллизация растекающегося по ним расплава, в результате чего образуется грубая волнистая поверхность отливки. Наиболее близким по технической сущности заявляемой полезной модели является кокиль с горизонтальной плоскостью разъема, состоящий из металлического поддона, металлической формообразующей средней части и металлической крышки с литниковой чашей из песчаной смеси, в котором между средней частью и поддоном расположена прокладка из теплоизолирующей термостойкой ткани 4. Такая конструкция кокиля частично устраняет недостатки, присущие кокилям, у которых все рабочие поверхности окрашены кокильной краской. Так, полностью исключается приваривание расплава к поддону кокиля, покрытого прокладкой из теплоизолирующей термостойкой ткани, многократно снижается величина термического удара на металлической рабочей поверхности поддона и обеспечивается формирование на ней высококачественной литой поверхности отливки. Прокладка из теплоизолирующей ткани уплотняет зазоры между поддоном кокиля и его средней частью, что устраняет образование облоя по этому разъему кокиля. Однако кокиль такой конструкции имеет следующие недостатки окрашенные кокильной краской боковые стенки средней части кокиля подвергаются интенсивному термическому удару и имеют низкую стойкость не исключается возможность приваривания расплава к стенкам средней части кокиля сформировавшаяся на окрашенных стенках металлической формы отливка имеет грубую поверхность с неслитинами и корольками на отливке образуется облой в результате затекания расплава в зазоры по верхнему разъему кокиля, что затрудняет выбивку отливки из рабочей полости формы большие трудозатраты при эксплуатации кокиля и очистке полученного в нем литья. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является повышение термической стойкости и срока эксплуатации средней части кокиля с двумя горизонтальными плоскостями разъема, исключение приваривания расплава к стенкам его средней части, повышение качества поверхности отливки, предотвращение 74592011.08.30 образования облоя по верхней плоскости разъема кокиля, снижение трудозатрат при изготовлении отливок, их обрубке и очистке. Задача решается следующим образом. Кокиль с двумя горизонтальными плоскостями разъема, состоящий из металлического поддона, металлической формообразующей средней части, разделительной прокладки из теплоизолирующей термостойкой ткани между поддоном и средней частью и металлической крышки с литниковой чашей из песчаной смеси, имеет рабочие поверхности стенок средней части кокиля, облицованные полосами из теплоизолирующей термостойкой ткани, при этом длина облицовочных полос ткани больше высоты облицованных стенок, а верхний и нижний свободные концы полос ткани расположены в верхнем и нижнем разъемах кокиля соответственно и прижаты крышкой кокиля к верхнему ладу его средней части, а нижним ладом средней части к покрытому разделительной прокладкой поддону. В предлагаемом кокиле с двумя горизонтальными плоскостями разъема рабочие поверхности стенок его средней части имеют защитно-разделительное покрытие из теплоизолирующей термостойкой ткани. Такое покрытие обладает высокой эластичностью и прочностью и при взаимодействии с жидким металлом не разрушается, что исключает возможность приваривания расплава к стенкам средней части кокиля. Термическое сопротивление покрытия из ткани значительно больше, чем слоя кокильной краски такой же толщины, что в несколько раз уменьшает величину термического удара в металлических стенках кокиля при литье и повышает его стойкость. Ткань обладает низкой температуропроводностью, поэтому непосредственно при контакте расплава с защищенной облицовкой поверхностью металлической формы расплав мгновенно не кристаллизуется и поверхность отливки формируется более высокого качества, чем на окрашенных кокильной краской стенках кокиля. Теплоизолирующая ткань, находящаяся в горизонтальных разъемах кокиля, уплотняет зазоры между его составными частями, что предотвращает образование облоя на отливке. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид кокиля с двумя горизонтальными плоскостями разъема в разрезе, а на фиг. 2 - его сечение по -. Кокиль состоит из металлического поддона 1, разделительной прокладки 2 из теплоизолирующей ткани, средней части 3, облицовки стенок средней части теплоизолирующей тканью 4, металлической крышки 5, песчаной литниковой чаши 6 с питателем 7 и рабочей полости формы 8. Кокиль работает следующим образом. На рабочую поверхность крышки кокиля 5 наносят термозащитно-разделительную кокильную краску. Рабочую поверхность поддона кокиля 1 покрывают прокладкой 2 из теплоизолирующей ткани. Затем на поддоне в определенной последовательности размещают облицовочные полосы 4 из теплоизолирующей ткани, ширина которых соответствует ширине облицовываемых стенок, а длина значительно больше их высоты. На подготовленный поддон устанавливают среднюю часть кокиля 3 таким образом, чтобы ее нижним ладом прижать один из концов каждой облицовочной полосы 4 к поддону. Затем свободными концами полос 4, расположенных в полости формы 8, покрывают поверхности стенок средней части 3 и застилают торец ее верхнего лада, а после этого на верхний лад устанавливают крышку 5 с литниковой чашей 6. Собранный кокиль нагружают или сжимают струбцинами, нагревают до 100-120 С, а затем подают расплав в литниковую чашу 6. Через питатель 7 расплав поступает в рабочую полость кокиля 8 и постепенно заполняет ее и литниковую чашу, которая выполняет роль прибыли. После затвердевания и охлаждения отливки до заданной температуры кокиль разбирают и отливку извлекают из его средней части вместе с отработанной облицовочной тканью. Рабочие поверхности поддона и средней части кокиля очищают щеткой от остатков термозащитной разделительной ткани и производят его сборку под заливку в указной выше последовательности. 74592011.08.30 Таким образом, положительный эффект от использования полезной модели заключается в следующем повышается термическая стойкость средней формообразующей части кокиля исключается приваривание расплава к облицованным поверхностям кокиля повышается качество поверхностей отливки не образуется облой по горизонтальным плоскостям разъема кокиля снижаются трудозатраты на обрубку и очистку изготовленных в кокиле отливок. Пример. Был изготовлен кокиль с двумя горизонтальными плоскостями разъема для литья из износостойкого хромистого чугуна (ИЧХ) отбойной плиты в виде бруса 8585180 мм. Металлические части кокиля (плоский поддон, формообразующая средняя часть и плоская крышка) изготовлены из серого чугуна и имеют толщину стенок 45 мм. Рабочую поверхность крышки окрашивали кокильной краской. Разделительную прокладку и облицовочные полосы изготавливали из теплоизолирующей кремнеземной ткани толщиной 0,57 мм и массой 1 м 2 - 600 г. Поддон кокиля застилали прокладкой из кремнеземной ткани размером 250140 мм. Затем на поддон с прокладкой укладывали в определенной последовательности 4 облицовочные полосы кремнеземной ткани длиной 250 мм, из которых две имели ширину 183 мм, а две - 87 мм. На подготовленный поддон устанавливали среднюю часть кокиля таким образом, чтобы ее нижним ладом прижать только один из концов каждой облицовочной полосы, а остальная ее часть свободно располагалась внутри рабочего пространства средней части формы. Затем вертикальные рабочие поверхности металлических стенок средней части кокиля облицовывали полосами кремнеземной ткани, а их свободными концами застилали поверхность торца верхнего лада средней части и на нее устанавливали крышку. Собранный кокиль нагревали до температуры 100-120 С и перед заливкой сжимали с усилием 100 кг. Расплав ИЧХ заливали при температуре 1450-1500 С. Отливку охлаждали в кокиле до температуры 600-700 С. Затем кокиль разбирали и из его средней части извлекали отливку вместе с отработанной облицовочной тканью. После охлаждения отливки на воздухе остатки кремнеземной ткани легко удалялись металлической щеткой с ее поверхности. Поверхности отливки, сформировавшиеся на стенках кокиля, облицованных с кремнеземной тканью, имеют высокое качество, на отливке отсутствует облой по плоскостям разъема, литой материал имеет высокую плотность и мелкодисперсное строение металлической матрицы и карбидной фазы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4