Двухслойный кокиль Советский патент 1974 года по МПК B22D15/00 

Изобретение относится к двухслойным кокилям, используемым для производства фасонных отливок, и может быть применено преимущественно для заливки сплавов черных металлов. Известно применение алюминиевых анодированных двухслойных кокилей с водяным охлаждением, в которых внутренний тугоплавкий слой состоит из окиси алюминия, нанесенной на высокотеплопроводиую подложку. Известей также д:.ухслойный кокиль с внутренним слоем в виде тугоплавкого вкладыша, вставляемого в водоохлаждаемый корпус. Недостатком известных анодированных кокилей является легкоплавкость алюминия, что приводит в месте падения струи к подплавлению и деформации подложки окисного слоя. Это ведет к нарушению цельности покрытия и выходу кокиля из строя.-Восстановление окисного слоя требует длительной oneрации глубокого анодирования, что снижает эксплуатационные преимущества указанных кокилей. Недостаток двухслойных кокилей с тугоплавкими вкладышами состоит в наличии зазора между наружным водоохлаждаемым корпусом и вкладышем, что является причиной возникновения теплового сопротивления и приводит к интенсивному разогреву вкладыша; Тугоплавкий вкладыш, как правиflo, имеет низкую теплопроводность и в первые моменты после заливки в результате восприятия теплового удара в нем возникают большие температурные градиенты, что ведет к сложному напряженному состоянию и как следствие преждевременному выходу из строя его. Известны двухслойные кокили с принудительным охлаждением, содержащие рабочую стенку из тонколистового металла и внутреннюю полость, заполненную жидкометаллическим теплоносителем. Недостатком известных кокилей является низкая точность литья и малая долговечность. С целью повышения точности литья и увеличения долговечности кокиля к рабочей стенке приварен слой спеченой стальной дроби. На чертеже показан предложенный двухслойный кокиль. Кокиль состоит из рабочей полости 1, тонколистового рабочего слоя 2, обрамления 3, тонколистовой рубащки 4, жидкометаллического теплоносителя 5 и пористой матрицы 6. Двухслойный кокиль имеет жесткую матрицу, препятствующую деформации рабочего тонколистового слоя, которая выполняет роль подложки. За счет меньшей толщины внутреннего, слоя возникают незначительные градиенты температуры по его сечению и как следствие небольшие температурные напряжения. Наличие жид ометаллического теплоносителя в порах матрицы способствует интенсивному ее охлаждению, внутренний слой разогревается значительно меньше, что улучшает условия его работы, теплоаккумулируюш,ая способность кокиля в целом увеличивается. Свойство жидких металлов увеличивать теплопроводность с повышением температуры, а твердых - уменьшать в системе теилоноситель - матрица выиолняет роль «тенлового буфера в момент теплового удара после заливки.

Кокиль в критический момент после заливки обеспечивает большую скорость теплоотвода при меньших градиентах температур в рабочей стенке кокиля, что, в свою очередь, благоприятно отразится на его напряженном состоянии и долговечности.

Предмет изобретения

Двухслойный кокиль с принудительным охлаждением, содержаш,ий рабочую стенку из тонколистового металла и внутреннюю полость, заполненную жидкометаллическим теплоносителем, отличают, н йен тем, что, с целью повышения точности литья и увеличения долговечности кокиля, к рабочей стенке приварен слой спеченой стальной дроби.