Установка для литья под газовым давлением Советский патент 1980 года по МПК B22D17/12 B22D27/09 

1

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к литью под газовым давлением.

Известна установка для литья под газовым давлением, содержащая герметизируемую емкость с расплавом, в которую подается под давлением газообразный рабочий агент. Воздействуя на зеркало расплава, газообразный рабочий агент вытесняет расплав через металлопровод в полость формы, где происходит кристаллизация и охлаждение отливки. Разъем формы осуществляется специальным механизмом 1.

Однако в этом случае происходит образование окислов и неметаллических включений на поверхности расплава, которые попадают в объем расплава и снижают качество отливки. В случае применения в качестве газообразного рабочего агента неокисляющих газов происходит значительный их расход. Кроме того, для повыщения качества отливок в емкость заливают расплав, предварительно отрафинированный, но с течением времени эффект рафинирования уменьшается, что снижает качество отливок.

Известна также установка для литья под низким давлением, которая может быть применена и для литья с противодавлением, содержащая обогреваемую герметизируемую емкость для расплава с верхней плитой и металлопроводом, .механизм разъе.ма формы, систему подачи в донную часть и сброса газового давления с газоподводящим и выходным каналами 2, которая позволяет снизить расход рафинирующего газа и производить рафинирование объема расплава с каждым циклом изготовления отливки. Однако и в этом случае расход рафинирующего газа значителен из-за неоднократного рафинирования полного объема расплава в емкости. Кро.ме того, в обоих случаях в герметизируе.мую емкость для повы щения качества отливок заливают модифицированный расплав, но с течением времени эффект модифицирования снижается и качество отливок понижается.

Целью изобретения является снижение

20 расхода рафинирующего газа и повыщение качества отливок.

Цель достигается тем, что установка снабжена камерами для рафинирующего и модифицирующего веществ, связанными с га:к)1 одволяи,пм кппа.юм при помощи магистралей, снабженных шиберами с приводами, ког()ыс снязаны с верхней частью емкости для расплава. На чертеже показана предлагаемая уста новка, продольный разрез. Установка содержит обогреваемую герметизируемую емкость 1 с металлопроводом 2 и верхней плитой 3, на которой расположены форма 4 и механизм 5 разъема формы. Для подачи газового давления в донную часть емкости 1 служит газоподводящий канал 6 с системой 7 подачи газа под давлением и системой 8 сброса газа. Газоподводящий канал 6 связан с обогреваемыми ка.мерами 9 для рафинирующего вещества и камерой 10 для модифицирующего вещества соответственно магистралями 11 и 12, перекрываемыми щиберами 13 и 14 с калиброванным проходным отверстием. Приводы 15 и 16 щиберов сообщаются с верхней частью емкости 1 при noMOuw каналов 17, управляемых системой 18 управления. Установка работает следующим образом. В емкость 1 заливают нерафинированный и немодифицированный расплав материала отливки, при помощи механизма 5 собирают форму 4 и верхней плитой 3 герметизируют емкость 1. Затем при помощи системы 7 и газоподводящего канала 6 в донную часть емкости с расплавом подается под давлением газообразный рабочий агент, в качестве которого наиболее целесообразно применять воздух. Проходя через объем расплава, воздух нагревается, увеличивается в объеме и, собираясь в верхней части емкости над расплавом, создает давление на зеркало расплава. После достижения определенной величины давления начинается перемещение расплава через металлопровод 2 в форму 4. Затем при достижении необходимого давления система 18 подает рабочее давление в приводы 15 и 16 щиберов 13 и 14 через каналы 17. При этом шиберы 13 и 14 открывают магистрали 11 и 12, соединяющие с газоподводящим каналом 6 обогреваемые камеры 9 и 10, в которых находятся соответственно рафинирующее и модифицирующее вещества. Эти вещества могут находиться в виде порощка с размером частиц 0,01-0,1 мм, расплава или газа. Смесь воздуха с обрабатывающими веществами поступает в донную часть емкости. Количество рафинирующих и модифицирующих веществ в воздущный поток вводят из условия обработки объема расплава, равноте 1,1-2 объемам отливок. Количество обрабатывающих веществ в смеси регулируется площадью сечения проходного отверстия щиберов 13 и 14 и временем прохождения через это сечение порощка, расплава или газа обрабатывающих веществ. Подача этих веществ по магистралям 11 и 12 в газоподводящий канал осуществляется за счет сил гравитации, инжекции или давления, действующего в камерах 9 и 10. Время подачи обрабатывающих веществ регулируется системой 18, отключающей подачу рабочего давления в приводы 15 и 16 щиберов 13 и 14, которые при этом перекрывают магистрали 11 и 12. Проходя через объем расплава, воздух нагревается, увеличивается в объеме и создает над расплавом в емкости 1 давление, под действием которого через металлопровод 2 расплав поступает в рабочую полость формы 4 и кристаллизуется. При этом обрабатывающие вещества, предварительно подогретые в камерах 9 и 10, попадая в донную часть емкости, разогреваются, расплавляются или превращаются в газ и производят модифицирование и рафинирование нижних слоев объема расплава, которыми производится заполнение полости фор.мы. Подачу обрабатывающих веществ в поток воздуха целесообразно начинать за некоторое время до окончания прохождения через нижнее сечение металлопровода 2 объема расплава, достаточного для заполнения полостей формы, предназначенных для прибылей, промывников, выпоров и т. д. Это обеспечивает система 18, настраиваемая на давление газа, при котором происходит заполнение формы 4 расплавом. Заканчивать подачу указанных веществ целесообразно непосредственно после прохождения через нижнее сечение металлопровода объема расплава, равного объему отливки. Таким образо.м. литниковопитающая система отливки заполняется необработанным расплавом, что позволяет снизить расход обрабатывающи.х веществ и объем этой системы за счет снижения скорости кристаллизации расплава. Скорость подачи обрабатывающих веществ определяется временем прохождения объема расплава, равного объе.му отливки, через нижнее сечение металлопровода и регулируется щиберами 13 и 14. После заполнения полости формы и технологически необходимой выдержки вре.мени подача воздуха прекращается, давление в объеме над расплавим поддерживается за счет дальнейщего прогрева воздуха и после кристаллизации отливки системой 8 сброса снижается до атмосферного. После охлаждения отливки механизмом 5 разнимается форма 4, отливка удаляется и цикл повторяется вновь. В камерах 9 и 10 находится порощок. расплав или газ рафинирующих или модифицирующих веществ. Размер частиц порощка Должен быть 0,01-0,1 мм, что обеспечивает равномерное образование смеси с воздухом и быстрый прогрев при попадании в расплав. Порощки обрабатывающих веществ могут быть предварительно смешаны в соответствующей пропорции или могут подаваться в канал 6 раздельно. При раздельной подаче порощков их можно предвари