УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТЬЯ ВЫЖИМАНИЕМ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (ЛВКД) Российский патент 2005 года по МПК B22D18/02 

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок преимущественно из цветных металлов и сплавов.

Известно устройство для литья заготовок из цветных сплавов, содержащее матрицу и пуансон (А.В.Курдюмов и др. Литейное производство цветных и редких металлов. М.: Металлургия, 1982 г., стр. 201).

Данное устройство позволяет получать литые заготовки простой конфигурации и не дает преимуществ перед более дешевым прокатом металла.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению, принятому за прототип, является устройство для получения отливок по патенту №1041208, содержащее литейную форму с заливочным отверстием в донной части, камеру выжимания, облицованную огнеупорным материалом и расположенную под литейной формой, промежуточную плиту с литниковым ходом, облицованную стержневой песчаной смесью, установленную в верхней части камеры выжимания с возможностью перемещения вдоль ее оси, силовой механизм вертикального перемещения камеры или формы для выжимания в нее расплава из камеры.

Нанесение разовой огнеупорной облицовки на внутреннюю поверхность камеры выжимания при литье цветных металлов и сплавов перед каждой заливкой усложняет технологический процесс.

Задача, решаемая заявленным техническим решением, заключается в упрощении процесса подготовки камеры выжимания перед каждой заливкой, расширении номенклатуры литья за счет получения сложных по геометрии отливок, в т.ч. с тонкими стенками из медных, алюминиевых, магниевых, цинковых и титановых сплавов с механическими свойствами металла, близкими к кованому и прокату.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве для литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД), содержащем литейную форму с заливочным отверстием в донной части, камеру выжимания, облицованную огнеупорным материалом и расположенную под литейной формой, промежуточную плиту с литниковым ходом, установленную в верхней части камеры выжимания с возможностью перемещения вдоль ее оси, силовой механизм вертикального перемещения камеры или формы для выжимания в нее расплава, камера выжимания выполнена со сквозной полостью, имеет постоянную облицовку и установлена на огнеупорной плите-основании, а промежуточная плита выполнена целиком из стержневой смеси.

Такое решение позволяет исключить операцию нанесения облицовки на поверхность камеры выжимания перед каждой заливкой, упростить технологический процесс и исключить специальное оборудование для нанесения облицовки, упростить линию литья способом ЛВКД в условиях крупносерийного и массового производства.

Следующее отличие устройства заключается в том, что огнеупорная плита-основание выполнена пористой, снабжена газопроводом и электронагревателем. Это позволяет производить продувку расплава в камере выжимания различными газами, например аргоном, а нагрев плиты позволяет уменьшить пресс-остаток после выжимания расплава из камеры выжимания в рабочую полость литейной формы.

При литье алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов постоянная облицовка камеры выжимания состоит из двух слоев: титановой втулки - внутренний слой и асбестовой изоляции, расположенной между титановой втулкой и наружным корпусом. Такая камера выжимания обладает повышенной износостойкостью и хорошей теплоизоляцией изнутри.

При изготовлении отливок из меди и медных сплавов облицовка камеры выжимания выполнена из обожженного огнеупора, например шамота.

При изготовлении отливок из титана и сплавов на его основе облицовка камеры выжимания, промежуточная плита и огнеупорная плита-основание выполнены из материала на основе графита.

На чертеже изображен общий вид устройства ЛВКД для литья алюминиевой заготовки с использованием пенополистироловой модели.

Устройство содержит пенополистироловую модель 1, заформованную сухим кварцевым песком 2 в контейнере 3, имеющем отверстия 4 и металлическую сетку 5. К контейнеру 3 приварен кожух 6 с газопроводом 7, присоединенным к системе вакуумирования (на чертеже не показано), титановая втулка 8, асбестовая теплоизоляция 9 и наружный корпус 10 образуют камеру выжимания, установленную на огнеупорную плиту-основание 11, имеющую выемку 12, электронагреватель 13 и расположенную в поддоне 14. Промежуточная плита 15 с литниковым ходом 16, выполненная из жидкостекольной смеси, установлена в верхней части камеры выжимания, которая удерживается от всплывания, после заливки в нее расплава металла 17 и в процессе выжимания, захватами (на чертеже не показано).

Плита-основание 11 установлена на столе 18, имеющем газопровод 19 для подачи сжатого газа. Контейнер 3 закрыт крышкой 20 с уплотнителем 21.

Устройство работает следующим образом.

Расплав металла 17 заливается в камеру выжимания 8 (9, 10), установленную на нагретую огнеупорную плиту-основание 11. Затем производится продувка расплава 17 сжатым газом аргоном через газопровод 19, устанавливается промежуточная плита 15, выполненная из жидкостекольной песчаной смеси, в верхнюю часть втулки 8 и стол 18 перемещается вверх силовым гидроцилиндром (на чертеже не показано) с заданной скоростью и с заданной температурой расплава 17 в интервале кристаллизации.

В процессе перемещения промежуточная плита 15 упирается в торец контейнера 3 и перемещается во втулке 8 вниз, выжимая расплав 17 через литниковый ход 16 вверх, выжигая пенополистироловую модель 1.

Одновременно включается вакуумная система и продукты газификации модели 1 отсасываются через газопровод 7. После замещения модели 1 расплавом 17 производится кристаллизация металла отливки под давлением, стол 18 перемещается вниз, отрывая пресс-остаток, отливка извлекается из контейнера 3 и процесс повторяется.

Использование изобретения позволяет упростить операцию подготовки камеры выжимания к заливке, упростить технологический процесс и исключить специальное оборудование для нанесения облицовки, упростить линию литья способом ЛВКД в условиях крупносерийного и массового производства, снизить себестоимость литья, а также расширить номенклатуру литья за счет получения сложных по геометрии отливок, в т.ч. тонкостенных из медных, алюминиевых, магниевых, цинковых и титановых отливок с механическими свойствами металла на уровне поковок и проката.

Изобретение может быть использовано для изготовления отливок, преимущественно, из цветных металлов и сплавов. Устройство содержит литейную форму, камеру выжимания, промежуточную плиту с литниковым ходом, механизм вертикального перемещения камеры или формы. Камера выполнена со сквозной полостью и имеет постоянную облицовку, например, в виде титановой втулки из обожженного огнеупора. Камера установлена на огнеупорной плите-основании. Огнеупорная плита-основание может быть выполнена пористой для осуществления продувки расплава газами. Для нагрева плиты-основания предусмотрен электронагреватель. Промежуточная плита выполнена из стержневой смеси. Обеспечивается упрощение операции подготовки камеры выжимания к заливке, снижение себестоимости литья, расширяется номенклатура литья. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для литья выжиманием с кристаллизацией под давлением, содержащее литейную форму с заливочным отверстием в донной части, камеру выжимания с облицовкой, расположенную под литейной формой, промежуточную плиту с литниковым ходом, установленную в верхней части камеры выжимания с возможностью перемещения вдоль ее оси, силовой механизм вертикального перемещения камеры или формы для выжимания в нее расплава из камеры, отличающееся тем, что камера выжимания выполнена со сквозной полостью, имеет постоянную облицовку и установлена на огнеупорной плите-основании, а промежуточная плита выполнена из стержневой смеси.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что огнеупорная плита-основание выполнена пористой и снабжена газопроводом и электронагревателем.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что облицовка камеры выжимания выполнена двухслойной из титановой втулки и асбестовой изоляции, расположенной между титановой втулкой и корпусом камеры.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что облицовка камеры выжимания выполнена из обожженного огнеупора, например, шамота.