Способ литья вакуумным всасыванием в газопроницаемую форму и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B22D18/06 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью с использованием вакуума.

Целью изобретения является улучшение качества отливок и исключение повреждения формы.

На фиг. 1 показано схематично устройство, вид сбоку; на фиг. 2 и 3 - то же, с другими типами форм; на фиг. 4 - то же, в сочетании с закрытым тиглем, вид сбоку.

Устройство содержит герметичную камеру 1, установленную на опоре 2, которая может перемещаться вертикально и горизонтально. В герметичной камере 1 в верхней стенке выполнен трубопровод 3 для соединения со средством создания вакуума в герметичной камере а в нижней стенке - отверстие 4 для удержания газопроницаемой формы 5 с вертикальным литниковым каналом 6, имеющим нижний открытый конец 7. На фиг. 1 изображена форма оболочкового типа . Под камерой 1 размещен тигель 8 с жидким металлом 9, в который погружают металлопровод 10. Металлопровод может быть неотъемлемой частью формы либо в виде отдельной трубы с фланцем 11, который устанавливается на открытом конце 7 формы и герметично располагается в отверстии 4 камеры 1. Для перемещения камеры 1 к тиглю служит гидроцилиндр 12, соединенный с опорой 2. Возможен вариант, когда перемещается тигель к камере.

Устройство имеет средство для создания перепада давления в литниковом канале 6 и камере 1, которое выполнено в виде трубопровода 13, соединяющего верхний конец литникового канала 6 с вакуумной системой. Трубопроводы 3 и 13 могут быть соединены с различными вакуумными насосами или с одним, оснащенным клапанным регулятором давления .

Верхний конец литникового канала 6 закрыт газопроницаемой пористой пробкой 14. Между трубопроводом 13 и пробкой 14 установлено уплотнение 15, а между трубопроводом 13 и стенкой 16 камеры - уплотнение 17.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно металлопровод 10 устанавливается в нижнее отверстие 4 открытой камеры 1. После этого форма 5 помещается на фланец 11 мегалло- провода и герметично с ним соединяется. Пробка 14 устанавливается на верхний конец литникового канала 6. Камера 1 с металлопроводом 10 перемещается вниз при помощи гидроцилиндра 12 до опускания конца металлопровода в жидкий металл 9. В полости формы 5 создается вакуум путем подключения трубопровода 13 к вакуумной системе

и одновременно в камере 1 создается более низкий вакуум через трубопровод 3. Металл из тигля под действием разницы давлений над металлом в тигле и в форме поступает в металлопро5 вод 10, литниковый канал бив полости 18 формы 5. Давление в камере 1 достаточно только для заполнения полостей 18. После завершения заполнения давление в камере 1 может -быть

0 повышено при сохранении величины вакуума внутри литникового канала, что повысит качество отливок и снизит растягивающие напряжения в форме. После завершения формообразования

5 давление в форме и камере поднимают до атмосферного. Затем камеру 1 открывают и форма 5 и металлопровод 10 удаляются.

Величина перепада давления, под0 держиваемого в верхней части литникового канала 6 и камере 1, может меняться л зависимости, главным образом, от характеристик конкретной формы. Для труднозаполняемых форм, например,

5 с очень тонкими формовочными участками в капере 1 во время заполнения формы металлом поддерживается давление по меньшей мере на 130 мм рт.ст. выше данпения, поддерживаемого через

0 трубопровод 13. Бопее высокий перепад давления обеспечивает нормальное заполнение форм. Преимущества заключаются в entreeнии внутреннего давления на стенки полостей Аормы.

5 На фиг. 1 представлена высокотемпературная керамическая форма; на фиг. 2 - низкотемпературная форма, образованная горизонтальными секциями. Изобретение позволяет испоаьзовать

п такие формы для заполнения вакуумным всасыванием, так как более высокое давление во внутренней части формы снижает общее давление мета.па на форму и предотвращает се разрушение. Другая модификация низкотемператур5

чой форья, (фиг.З) пчепь тр утного заполняется, так как рачветвпепные полости 18 не только нахо штгя значительно выше литнпкччого грединения

515

с литниковым каналом, но и имеют тонкие ребра 19, расположенные вертикально выше линтникового соединения. В этом случае открытый конец трубопровода 13 выполнен с большим сечением, чем верхний конец литникового канала 6 так, что перекрывает полости формы. В этом случае пробка может не использоваться. Более низкое давление в трубопроводе 13 передается через верхнюю часть формы в трудные для заполнения части и не нужно поддерживать ненормально низкий перепад давления в камере 1.

При заливке химически активных металлов и сплавов в предлагаемом способе используется инертный газ. В этом случае камера 1 имеет трубопровод 20 (фиг. 4) для соединения ее с источником инертного газа (не показан). Кроме этого, устройство содержит кожух 21 для тигля 8 с крышкой 22. В последней имеется отверстие 23, ,через которое подается в тигель 8 металлопровод 10. Аналогичное отверстие 24 выполнено в жаростойком экране 25 из изоляционного материала. Съемная крышка 26 уплотнена уплотнением 27. Отверстие 28 служит для установки термопары в расплав.Трубопровод 29 соединяет кожух с системой вакуумирования. Трубопровод 30 служит для подачи инертного газа. I

При работе с устройством (фиг.4) жидкий металл подается в тигель 8 при атмосфере инертного газа. Перед началом литья крышка 26 удаляется, поступление воздуха в кожух 21 через отверстие 23 предотвращается за счет создания потока инертного газа с давлением выше атмосферного. Конец металлопро- вода 10 вводится через отверстие 23 и останавливается выше поверхности металла в тигле 8. В этом положении камера 1 вакуумируется до небольшой степени вакуума, необходимой только для подачи инертного газа в кожух 21 и через металлопровод в форму, а также в камеру 1 с целью их продувки для удаления воздуха. На этой стадии под-, ключаются трубопровод 20 и предпочтительно трубопровод 13. Перемещение камеры возобновляется, металлопровод погружается в металл. В этом положении камера 1 и форма 5 еще раз ваку- умиругатся до более высокой степени ва76876

куума, идет заполнение формы по описанному,процессу. После отверждения металла в достаточной степени камера поднимается и давление в ней повышается за счет подачи инертного газа через трубопровод 20 до тех пор, пока металл находится при химически активной температуре.

Продувка инертны:- газом, подан.е- мым при низком давлении, снаружи формы и изнутри более эффективна, чем продувка формы только с наружи

Изобретение обеспечивает качество отливок и заполнение любых форм бе г разрушения.

10

15

0

5

0

5

0

5

0

Ф О| р мул а и з о б о ё. i а н и я

, Способ литья вакуумным псасппа ннем в Газопроницаемую форму, размещаемую в герметичной камере, включающий погружение нижчего открытого конца литникового канала формы в тнгечъ с жидким металлом, создание р герметичной камере вакуума, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества отливок и исключения поврегс- цення формы, одновременно с гозлппл- ем вакуума в герметичной камере со:- - дают вакуум в верхней части литник вс го канала для заполнения его -r-.iriKHr металлом, причем вакуум в гепмеп -пюн камере создает более низкий, чем и верхней части литникового канала, дл,-. заполнения полостей фермы жидки1- металлом нз литникового канала .

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что после заполнения полостей формы жидким металлом величину вакуума в герметичной камере снижают при поддерживании вакуума в верхней части литникового канала.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л нч а ю щ и и с я тем, что вакуум создают при заполнении формы н герметичной камеры инертным по отношению к жидкому мет алл у газом.

4.Устройство ц,;я лигья мего.ом вакуумного всасывания, содержа: ее герметичную камеру, размещенную з ней газопроницаемую форму с литников.IM каналом, соединенным с полостями формы и имеющим IIIDKHHH открытый конец

и верхний конец над его соединением с полостями, средство для подьем; .: опускания герметичной камеры с формой и средство для создания вакуума в гср метичной камере, о т л н ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения качества металлических слитков и исключения разрушения формы, оно снабжено средством для создания перепада дав- ления в верхней части литникового канала и герметичной камере, выполненным в виде трубопровода, соединяющего верхний конец литникового канала с вакуумной системой,, и съемного уплот- няющего элемента, расположенного между трубопроводом и формой вокруг верхнего конца литникового канала.

I

5. Устройство поп.4,отли- чающееся тем, что оно снабжено газопроницаемой пробкой, закрывающей верхний конец литникового канала,

при этом съемный уплотняющий элемент расположен на пробке. (

6.Устройство по п. 5, отличающееся тем, что пробка выполнена из материала с большей газопроницаемостью, чем материал формы.

7.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что открытый конец трубопровода выполнен с большим поперечным сечением, чем верхний конец литникового канала, и перекрывающим полости формы.

8.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что оно снабжено средством для подачи в герметичную камеру газа, инертного по отношению

к жидкому металлу.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью с использованием вакуума. Целью изобретения является улучшение качества отливок и исключение повреждения формы. Заполнение литейной формы 5, как правило керамической, осуществляется в условиях вакуума. Камеры 1 с формой опускается вниз до погружения металлопровода 10 в жидкий металл тигля 8. В камере через трубопровод 3 создается вакуум. Одновременно вакуум создается и в литниковом канале 6 через трубопровод 13, но вакуум в камере более низкий, чем в литниковом канале (давление в ней выше, чем в канале). Такой перепад давлений снижает напряжения, возникающие в форме под действием напора металла, тем самым предотвращает ее разрушение и обеспечивает качественное заполнение полостей 18 формы. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

/2

Фиг. 2

Фиг 3

76 17 tf 3

П

Фиг.