ВЕРТИКАЛЬНО-ЩЕЛЕВАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА Российский патент 1996 года по МПК B22C9/08 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литниковым системам.

Известны вертикально-щелевые литниковые системы, предназначенные для получения отливок направленным затвердеванием, включающие стояк, литниковый ход, обратный стояк и щелевой питатель, работа которых основана на различном расходе металла через нижние и верхние части щелевого питателя при заливке формы [1]
Такие вертикально-щелевые литниковые системы обеспечивают поступление металла в форму преимущественно через нижние и средние части щелевого питателя, и не в зону мениска, что отрицательно сказывается на обеспечении направленного затвердевания отливок.

Наиболее близкой к предлагаемой является вертикально-щелевая литниковая система, позволяющая организовать подачу металла в зону мениска, включающая стояк, обратный стояк, щелевой питатель и холодильник, при этом холодильник выполнен из отдельных элементов, соединенных между собой легкоплавкими вставками [2]
Данная литниковая система не позволяет обеспечить подачу металла в зону мениска из-за недостатков ее конструкции. Элементы холодильника установлены в щелевом питателе с зазором, через который при опускании элемента холодильника в жидкий металл последний будет продолжать поступать в форму, нагрева холодильник, что не позволяет ему переморозить металл в этих зонах, так как они не являются застойными. Кроме того, скорость расплавления вставок должна соответствовать скорости подъема уровня металла в форме, исходя из этого легкоплавкие вставки должны иметь строго определенную толщину. Однако такое требование к вставкам практически невыполнимо, так как в процессе заливки формы металлом гидростатический напор в течение всего процесса заливки, а следовательно и расход металла через рабочее сечение щелевого питателя, и время контакта легкоплавкой вставки с жидким металлом будет различное для каждой вставки. Поэтому при заполнении формы жидким металлом легкоплавкая вставка или расплавится раньше времени достижения уровнем расплава нижнего торца элемента холодильника, расположенного над ней, или не расплавится за это время, и элементы холодильника не опустятся, следовательно, не обеспечивается подача металла в зону мениска.

Изготовление и применение такого составного холодильника-отсекателя представляет определенную сложность и ограниченность, что связано с его размерами по высоте, необходимостью соединять между собой элементы холодильника-отсекателя легкоплавкими вставками и придавать им устойчивость в вертикальном положении, так как высота холодильника-отсекателя в сборе в два раза превышает высоту щелевого питателя, подлежащую перекрытию и его значительная часть (до половины его высоты) будет находиться в исходном положении выше верха литейной формы, что дополнительно делает эту литниковую систему еще и не практичной.

Целью изобретения является получение отливок направленным затвердеванием, получение отливок без усадочных раковин и пористости за счет направленного затвердевания.

Цель достигается за счет создания вертикально-щелевой литниковой системы, включающей стояк, литниковый ход, обратный стояк, щелевой питатель и холодильник-отсекатель, выполненный из отдельных элементов, при этом щелевой питатель снабжен перегородками, расположенными по его высоте и выполненными из выжигаемого материала, на которых установлены элементы отсекателя с возможностью перемещения их вниз, высота каждого из которых равна высоте рабочего сечения щелевого питателя, а боковые стенки щелевого питателя снабжены продольными направляющими пазами, фиксирующими элементы отсекателя в вертикальном положении при их работе. При этом выжигаемые перегородки выполнены из пенополистирола.

Литниковая система обеспечивает направленное затвердевание отливок за счет подвода металла при заливке формы в зону его мениска в ней путем перемещения рабочего сечения щелевого питателя от нижнего торца отливки до верха прибыли, исключая поступление металла в форму через сечения щелевого питателя, расположенные ниже его рабочего сечения.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемой вертикально-щелевой литниковой системы; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Вертикально-щелевая литниковая система включает стояк 1, литниковый ход 2, обратный стояк 3, щелевой питатель 4, который снабжен выжигаемыми перегородками 5, на которых расположены элементы 6 отсекателя, и продольными направляющими пазами 7, фиксирующими элементы отсекателя в вертикальном положении. Высота каждого элемента отсекателя равна высоте рабочего сечения 8 щелевого питателя. Выжигаемые перегородки предназначены для обеспечения последовательного перемещения элементов отсекателя вниз во время заливки полости литейной формы.

При подъеме металла в форме до уровня перегородки последняя выжигается, замещаясь металлом, давая возможность элементам отсекателя опускаться под действием собственного веса.

Металлические элементы отсекателя выполняются из материала, плотность и температура плавления которого выше, чем у заливаемого металла.

Выжигаемые перегородки с установленными на них элементами отсекателя, имеющими высоту, равную высоте рабочего сечения щелевого питателя с возможностью перемещения их вниз, обеспечивают перемещение вверх рабочего сечения щелевого питателя путем последовательного опускания элементов отсекателя по мере подъема металла в полости формы, при этом металл поступает в зону мениска, обеспечивая направленное затвердевание отливки без формирования в ней усадочной раковины и пористости.

Работает вертикально-щелевая литниковая система следующим образом.

Полость литейной формы 9 заполняют металлом через стояк 1, литниковый ход 2, обратный стояк 3 и щелевой питатель 4, через его рабочее сечение 8 расширяющейся литниковой системы. Уровень металла в полости литейной формы 9 повышается, достигает уровня металла в рабочем сечении щелевого питателя и при дальнейшем повышении достигает уровня нижней выжигаемой перегородки 5, на которой установлен нижний элемент 6 отсекателя. Металл выжигает перегородку 4, замещая ее, и нижний элемент 6 отсекателя под действием собственного веса опускается и перекрывает рабочее сечение 8 щелевого питателя 4, открывая над ним рабочее сечение, которое он перекрывал в исходном своем положении. Аналогично работает каждый вышележащий элемент 6 отсекателя по мере подъеме металла в форме до выжигаемой перегородки, на которой он установлен. Так продолжается перемещение рабочего сечения щелевого питателя вверх по мере подъема уровня металла в форме, пока не опустится последний элемент 6 отсекателя, обеспечивая поступление металла в прибыль в конце процесса заливки. При перемещении рабочего сечения щелевого питателя вверх в процессе заливки его высота по сравнению с высотой предыдущего рабочего сечения увеличивается на величину толщины выжигаемой перегородки, которая несоизмерима с высотой рабочего сечения щелевого питателя и на направленность затвердевания не влияет.

Данная вертикально-щелевая литниковая система обеспечивает поступление металла в форму в течение всего процесса заливки в зону его мениска в форме и создает оптимальные условия для направленного затвердевания и получения отливок без усадочных трещин и пористости.

Предлагаемое изобретение предназначено для использования в литейном производстве и может быть использовано при изготовлении отливок с направленным затвердеванием.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литниковым системам. Сущность изобретения: вертикально-щелевая литниковая система содержит стояк, литниковый ход, обратный стояк, щелевой питатель и холодильник-отсекатель, выполненный из отдельных элементов, и дополнительно снабжена перегородками, расположенными в щелевом питателе по его высоте и выполненными из выжигаемого материала, на которые установлены элементы отсекателя с возможностью перемещения их вниз, высота каждого из которых равна высоте рабочего сечения щелевого питателя, а боковые стенки щелевого питателя снабжены продольными направляющими пазами, фиксирующими элементы отсекателя в вертикальном положении при их работе. При этом выжигаемые перегородки выполнены из пенополистирола. Данная вертикально-щелевая литниковая система позволяет получать отливки без усадочных раковин и с минимальной микропористостью за счет создания условий для направленного затвердевания. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ВЕРТИКАЛЬНО-ЩЕЛЕВАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА, содержащая стояк, литниковый ход, обратный стояк, щелевой питатель и отсекатель, выполненный из отдельных элементов, отличающаяся тем, что она снабжена перегородками, расположенными по высоте щелевого питателя и выполненными из выжигаемого материала, элементы отсекателя установлены на перегородках с возможностью перемещения их вниз и каждый имеет высоту, равную высоте рабочего сечения щелевого питателя, при этом в боковых стенках щелевого питателя выполнены продольные направляющие пазы, фиксирующие элементы отсекателя в вертикальном положении. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что выжигаемые перегородки выполнены из пенополистирола.