УСТРОЙСТВО ЛИТЬЯ ВЫЖИМАНИЕМ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (ЛВКД) Российский патент 2008 года по МПК B22D18/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в литейном производстве для изготовления отливок способом выжимания с кристаллизацией под давлением (ЛВКД) преимущественно в керамических формах, изготовленных по выплавляемым моделям.

Известно устройство для получения отливок выжиманием с кристаллизацией под давлением с использованием керамических форм, изготовленных по выплавляемым моделям (SU 1830203 A3, B22D 18/02, заявл. 07.02.89 г.).

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является техническое решение для получения отливок выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД), содержащее контейнер с размещенной в нем керамической формой, изготовленной по выплавляемым моделям, с наружными ребрами, заформованным опорным материалом, размещенную под контейнером облицованную огнеупорным материалом камеру выжимания для заливки в нее расплава металла, механизм встречного перемещения контейнера и камеры для вытеснения расплава металла из камеры в форму и последующей кристаллизации металла отливки в форме под давлением за счет сжатия жидкого остатка расплава в камере выжимания (К.А.Медведев, Н.Н.Чернов. Литье по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением коррозионно-стойких сталей // Литейное производство, №1, 2006 г., с.20-23).

К недостаткам этого известного устройства следует отнести:

- большую трудоемкость изготовления керамических форм, т.к. ручная приклейка асбестового шнура на наружную поверхность формы трудоемка, что увеличивает себестоимость отливок;

- обычный опорный материал (кварцевый песок) имеет прочность на сжатие меньше механического давления, создаваемого им в расплаве металла, вытесненного в форму, при кристаллизации его под давлением и не препятствует разрушению керамической формы или ее деформации.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД), содержащем контейнер с размещенной в нем керамической формой, изготовленной по выплавляемым моделям, заформованную опорным материалом, разупрочняющимся после затвердевания отливки, размещенную под контейнером облицованную огнеупорным материалом камеру выжимания для заливки в нее расплава металла, механизм встречного перемещения контейнера и камеры для вытеснения расплава металла из камеры в форму, согласно изобретению опорный материал выполнен из легкоплавкого сплава.

Механическое давление, создаваемое в форме при ЛВКД, составляет обычно не более 1 МПа, поэтому в качестве опорного материала могут быть использованы легкоплавкиие сплавы, например Pb, Sb, Sn.

Легкоплавкий сплав металла после затвердевания отливок расплавляется и сливается из контейнера для повторного использования.

Высокая теплопроводность опорного материала способствует получению мелкого зерна в отливках.

Введение углубления в камеру выжимания с поршнем для подпрессовки позволяет осуществить кристаллизацию металла отливки под давлением с сокращением расхода металла в несколько раз. Например, при диаметре камеры выжимания, равным 250 мм, и диаметре вновь введенного углубления, равном 100 мм, расход материала на пресс-остаток уменьшается ˜ в 5 раз (при стальном литье).

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, на фиг.2 - контейнер с керамической формой, заформованный опорным материалом из стальной дроби, и электромагнит, расположенный снаружи контейнера.

В контейнере 1 размещена керамическая форма 2, заформованная опорным материалом. Под контейнером 1 расположена камера выжимания 4, облицованная слоем 5 жидкостекольной смеси. На камеру выжимания 4 установлен пуансон 6 с облицовкой 7 и литниковым ходом 8. В облицованную камеру выжимания 4 залит расплав 9 стали 45Л. В донной части камеры выжимания расположено углубление 10 (диаметром 100 мм при диаметре камеры выжимания 250 мм), в котором расположен поршень 11, связанный с силовым гидроцилиндром вертикального перемещения (не показано). Контейнер 1 и камера выжимания 4 снабжены механизмом встречного перемещения (не показано).

При использовании в качестве опорного материала ферромагнитных частиц (Фиг.2) контейнер 1 выполнен из стали Х18Н9Т, опорный слой 3 - из стальной дроби, а снаружи контейнера 1 расположен электромагнит 12.

Устройство работает следующим образом.

В контейнер 1 устанавливается керамическая форма 2 и заформовывается опорным материалом.

В облицованную камеру выжимания 4, установленную неподвижно, заливается расплав стали 45Л при температуре 1540°С, после чего на нее устанавливается пуансон 6. При достижении температуры расплава металла 9, равной 1490°С, включается привод вертикального перемещения контейнера 1 вниз, с заданной скоростью. При перемещении контейнера 1 нижний торец его упирается в пуансон 6, который перемещается в камере 4 и вытесняет расплав 9 из камеры 4 в керамическую форму 2 через литниковый ход 8. После заполнения формы 2 производится подпрессовка расплава в форме поршнем 11 при перемещении его вверх в углубление 10. При этом опорный материал противодействует разрушению керамической формы. Подпрессовка поршнем производится при создании давления в жидком расплаве, находящемся в углублении 10, в пределах 1 МПа. После затвердевания отливки производится отрыв пресс-остатка от отливки, легкоплавкий сплав металла расплавляется и сливается из контейнера, затем процесс повторяется.

Использование изобретения позволяет упростить изготовление керамических форм, повысить выход годного, а в целом - снизить себестоимость отливок.

Изобретение относится к области литейного производства. Устройство содержит контейнер с размещенной в нем керамической формой, заформованной опорным материалом, камеру выжимания для заливки в нее расплава металла, механизм встречного перемещения контейнера и камеры для вытеснения расплава металла из камеры в форму. Камера выжимания размещена под контейнером и облицована огнеупорным материалом. Керамическая форма изготовлена по выплавляемым моделям. Опорный материал выполнен из легкоплавкого сплава. Достигается повышение выхода годного за счет повышения прочности керамических форм. Высокая теплопроводность опорного материала способствует получению мелкого зерна в отливках. 2 ил.

Устройство для литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД), содержащее контейнер с размещенной в нем керамической формой, изготовленной по выплавляемым моделям, заформованной опорным материалом, разупрочняющимся после затвердевания отливки, размещенную под контейнером облицованную огнеупорным материалом камеру выжимания для заливки в нее расплава металла, механизм встречного перемещения контейнера и камеры для вытеснения расплава металла из камеры в форму, отличающееся тем, что опорный материал выполнен из легкоплавкого сплава.