Способ и аппарат для увеличения плотности литого металла Советский патент 1928 года по МПК B22D13/00 B22D27/13 

Исследования структуры металлов при помощи лучей Рентгена дают основание предположить, что аморфного состояния тел, как раньше предполагалось, не существует, и что металлы состоят исключительно из мельчайших кристаллов, расположение которых в отношении друг друга обусловливает ту или другую плотность. Но, кроме кристаллов, внутри вещества содержатся окклюдированные газы и еще некоторые другие твердые примеси, располагающиеся между кристаллами и захватываемые в некоторых случаях кристаллами при росте последних.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы кристалликам вещества дать наиболее тесное расположение друг к другу, путем соответствующего перемешивания массы и удаления окклюдитированных газов под определенным давлением.

На прилагаемом чертеже представлен аппарат для осуществления этой цели, при чем фиг. 1 изображает вертикальное осевое сечение аппарата, фиг. 2-боковой вид части сосуда, фиг. 3-горизонтальный разрез, фиг. 4 - вид снизу нижней части аппарата, фиг. 5 - продольный разрез одной стойки и фиг. б- горизонтальный разрез коробки, прикрепленной к дну 5 цилиндра 1. Основную часть аппарата составляет крепкий металлический цилиндр 1, выложенный внутри огнеупорной массой 2. Его верхнее устье плотно закрывается пробкой 3, сквозь которую проделан осевой канал, оканчивающийся предохранительным клапаном, не показанным на чертеже. Ко дну 5 цилидра привинчена кЪробка 6 с подвижным днищем 7. К последнему прикреплены стержни 8 клапанов 9, закрывающих отверстия 10 в дне цилиндра и находящихся под действием пружины 11. Внутренние стенки коробки 6 не имеют гладкой поверхности, а испещрены продольными бороздками 12, по ребрам которых передвигается днище 7. К коробке 6 привинчена нижняя часть 13, оканчивающаяся двумя четырехгранными выступами 14 и 15 (фиг. 1 и 4).§ Выступ 14 входит в квадратный вырез внутренней обоймы 16 шарикового подшипника 17, а выступ 15 - в соответствующее квадратное углубление пятника 18. Последний вставляется во вмурованную в фундамент ступицу 19 и может вращаться в шариковых подшипниках 20 и 21 при помощи насаженного на него шкива 22 от приводного ремня 23. Как в выступе 15, так и в пятнике 18 имеются осевые каналы 24 и 25, соединенные трубкой 26, проводящие сгущенные газы от наружного компрессора. Приблизительно в середине своей длины сосуд 1 опоясан широким наружным кольцом 27. В двух диаметрально противоположных концах кольца имеются круглые приливы 28, 28 окруженные кольцевыми выемками 29, 29, в которых ввинчиваются муфты 30, 30; последние в свою очередь насажены на концах цапф 31, 31, вращающихся в подшипниках 32,

32.Нижние половины подшипников имеют по направляющему стержню

33,которые входят в соответствующие углубления 34 стоек 35, 35. Кроме того, соединительные лапы 36 подшипников ведутся в пазах 37, 37 верхних частей стоек. Для более надежного соединения цапф 31 с цилиндром сквозь первые проходят по три болта 38 с каждой стороны. На конце одной из цапф зашпонено зубчатое колесо 39, при помощи которого цапфа приводится во вращение.

Работа производится следующим образом. Предварительно расплавленный металл вливается в раскаленный цилиндр 1 через его устье. Затем цилиндр приводится в вертикальное вращательное движение при раздвинутых цапфах 31, 31, при чем в этом случае муфты 30 и 30 поддерживают вертикальное направление цилиндра. Для этой же цели служат и добавочные стойки 40 с вертикальными роликами 41 (фиг. 3). Вследствие центробежной силы расплавленный металл отбрасывается к стенкам сосуда, поднимаясь по ним вверх, как указано на фиг. 1 пунктирной линией. Во время вращенияпроисходит более плотное и более равномерное сдвижение между собой как отдельных кристаллов металла, так и примесей. Окклюдированные же газы, как более легкие по своему удельному весу, вытесняются стремящимися к уплотнению частицами металла и их примесей и собираются ближе к оси вращения. В это время внутрь сосуда 1 через отверстие 10 в его дне, промежутки между бороздками 12 и через каналы 24 и 25 и трубку 26 впускается сжатый газ из компрессора, находящегося недалеко от аппарата. Давление газа завершает сплачивание частиц металла. Достигнув определенного давления внутри сосуда, газ открывает предохранительный клапан в пробке 3 и выходит наружу. Процесс уплотнения считается законченным. Тогда соединяются при помощи муфт 30, 30 и болтов 38 сосуд 1 с горизонтальными цапфами 31, 31, а под стержни 33, 33 впускается вода от вблизи стоящего гидравлического насоса и начинается подем сосуда с его цапфами и подшипниками до тех пор, пока выступы 14 и 15 выйдут из своих гнезд. Соединением зубчатого колеса с наружным приводом поворачивается сосуд вокруг своих горизонтальных цапф, и уплотненная расплавленная масса металла выливается в ковш или в формы.

В описанном процессе уплотнения металла играет самую важную роль не только одно вращение сосуда или одно отделение в нем окклюдированных газов, или одно давление на металл сжатым газом, но совокупность всех этих манипуляций и притом в описанном последовательном порядке.

Предмет патента.

1.Способ увеличения плотности литого металла при помощи действия на жидкий металл, перед введением его в формы, центробежной силы во вращаемом около вертикальной оси сосуде, характеризующийся тем, что. вращаемый вместе с сосудом жидкий металл подвергают давлению газов.

2.Аппарат для осуществления охарактеризованного в п. 1 способа