Установка для направленной кристаллизации отливок Советский патент 1985 года по МПК B22D27/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для направленного затвердевания расплавленного металла в литейной форме при изготовлении сложнопрофильных отливок относительно большо го габарита и веса, Цель изобретения - повшюние качества крупногабаритных отливок путем обеспечения регулирования скорости кристаллизации. На фиг.1 схематично представлена установка, общий вид} на фиг.2 - ва куумно-кристаллизационная камера ус тановки; на фиг.З - конструкция опо ного элемента. Установка для направленной кристаллизации отливок состоит из плавильно-заливочной камеры I, вакуумно кристаллизационной камеры 2, которые связаны торцовым шлюзовым затвором 3 Камера 2 содержит корпус, на боковых стенках 4 которого расположены опорные криволинейные направля{(щие, выполненные в виде перенастраиваемых многоэлементных механизмов, элементами которых являются установленные с возможностью свободного вращения н горизонтальных полусях 5 ролики 6. Полуоси 5 роликов 6 расположены в вертикальных удлиненных пазах 7, в которых они закрепляются с возможностью фиксируемого изменения их вертикального положения один относительно другого с помощью резьбового соединения. Ролики 6 равноотстоят один от другого на расстоянии и , меньшем их радиуса, и образую кривую по форме восходящей параболы Tf. Установка снабжена кристаллизатором В, размещенным на платформе-тележке 9 с роликами 10, опирающимися на продольные рельсы 11. Один из роликов 10 связан с приводом перемещения в горизонтальном направлении платформы 9. Кристаллизатор снабжен вертикальными щтангами 12, пропущенными через отверстия 13 во фланцах 14 (ншриной 5 , большей расстояния имеющихся на кольцевом нагревателе 15. Фланцами нагреватель 15 опирается на ролики 6 и охватывает литейную форму 16, установленную на кристаллизаторе 8 с возможностью вер тикального перемещения вдоль этой формы 16. Камера 2 связана с атмосферой вторым торцовым шлюзовым зат282вором 17 для выведения из нее тележки 9. Установка дпя направленной кристаллизащ1и отливок работает следующим образом. В печь, находящуюся в камере 1, загружают металл и при достижении в ней необходимого вакуума, например 1СГ мм рт.ст,, производят плавку. Одновременно с расплавлением металла открывают шлюзовой затвор 17 камеры 2и направляют в нее тележку 9 с кристаллизатором 8, формой 16 и нагревателем 15. Закрывают шлюзовой затвор 17, при этом шлюзовой затвор 3в камеру 1 закрыт. При перемещении тележки 9 на роликах 10 по рельсам 11 фланец. 14 нагревателя 15 катится по свободно вращающимся на полуосях 5 роликам 6, которые при перемещении тележки 9 к шлюзовому затвору 3 образуют нисходящую кривую, обеспечивающую опускание нагревателя 15 на форму 16 с охватом ее. Перед шлюзовым затвором 3 форма 16 оказывается полностью охваченной нагревателем 15, тележка 9 устанавливается, нагреватель 15 включается, а камера 2 вакуумируется. После этого открывают шлюзовой затвор 3 и тележку 9 с формой 16 вкатывают в камеру 1 под за- , ливочную печь. При этом с помощью нагревателя 15 форму 16 предварительно нагревают до . Заливочную печь наклоняют и литейную форму 16, находящуюся под ней, заливают жидким металлом. После заливки тележку 9 с формой 16 через открывающийся шлюзовой затвор 3 вводят в камеру 2 и его закрывают. Под действием привода тележка 9 постепенно начинает двигаться к шлюзовому затвору 17. В этот период фланцы 14 нагревателя 15 скользят по роликам 6, образующим восходящую параболическую кривую 1( . Ролики 6 нуждают нагреватель 15 двигаться вверх вдоль гатанг 12, перемещая фронт нагрева вдоль формы с кристаллизующимся металлом с переменной скоростью, т.е. в первоначальный момент при движении нагревателя по самому крутому участку параболы -// нагреватель 15 совершает ускоренное вертикальное движение на подьем, а выходя на пологий участок параболы Ji нагреватель замедляет свое восходящее движение. 3I При постоянной скорости перемещения тележки 9 с формой 16 по мере нарастания затвердевшего слоя металла отливки и ухудшения донного теплоотвода от нее в кристаллизатор 8 процесс перемещения фронта нагрева, а следовательно, и нагревателя 15 необходимо замедлять, чтобы не увеличивать бокового теплоотвода от отливки, что может приводить к усадочной пористости. Таким образом, движение нагревателя 15 в установке с изменяемой по параболическому закону скоростью позволяет поддерживать постоянной 4 ширину двухфазнойзоны жидкотвердого состояния металлав кристаллизующейся отливке. Параболический закон скорости кристаллизации в предлагаемой установке возможно изменять с учетом различных факторов характера сплава, конфигурации отливки, характеристик кристаллизатора и т.д. ), изменяя форму криволине ш опорюос направляющих, перенастраивая положение их роликов 6 ( элементов ) одаш относительно другого в вертикальном положении;

1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ОТЛИЮК, содержащая плавильно-заливочную и BaKyyhffloкристаллизационную камеры, литейную форму, размещенную на кристаллизаторе, охватывающий литейную форму нагреватель,установленный с возможностью вертикального перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества крупногабаритных отливок путем обеспечения регулирования скорости кристаллизации, вакуумно-кристаллизационная камера выполнена горизонтальнопроходного типа, она снабжена двумя криволинейными направляющими, эквидистантно смонтированными по длине этой камеры, а также тележкой для кристаллизатора с вертикально закрепленными на ней штангами и с приводом перемещения в горизонтальном направлении, нагреватель выполнен с двумя флаяцамн с отверстиями и смонтирован на штангах, а фланцами установлен на криволинейных направлякяцих. 2.Установка по п., отличающаяся тем, что криволинейные направляюп1ие выполнены в виде многоэлементного механизма с возможностью изменения положения элементов один относительно другого в вертикальном направлении. 3.Установка по пп.1, и 2, о т личающаяся тем, что эле менты криволинейных направляющих выполнены в виде роликов, смонтированных на горизонтальных полуосях с возможностью вращения, закрепленных в вертикальных пазах боковых стенок корпуса вакуумно-кристаллизационной камеры.