СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯtИзобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения плотных отливок методом направленной кристаллизации при литье по выплавляемым моделям и устройствам, позволяющим их осуществить.Известен способ получения плотных отливок в герметизированной камере путем воздействия избыточного газо- 'вого давления на кристаллизующийся металлический расплав при циклически изменякяцемся от 2 до 6 атм газовом давлейии tl3-3TO позволяет создать прямое уплотнянмцее усилие на прибыльные и вну;тренние слои отливки, противо- дейст^вукицее образованию в них неплотностей усадочного характера.Недостатки данного устройства за- йлючаются в конструктивной сложности узла, создающего в камере циклично изменяемое газовое давление, и в том, что всестороннее (не направленное) охлаждение отливки можеТ приводить к кристаллизации тонких участков отливки, что ухудшает подпитку рядом находящихся частей и приводит к менее эффективному закристаллизовыва- нию металла в объеме отливки при по- выиении давления в камере выше 6 атм1015202530Известен способ кристаллизации отливок при повышенном давлении газа [2].Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения отливок методом направлен- • ной кристаллизации, в котором направленное затвердевание осуществляется в герметичной вакуумной камере путем постепенного выдвижения затвердевае- мо^о нижнего торца вертикально размещенной отливки из нагревателя и одновременного охлаждения зтого торца с помощью охлаждаемого кристаллизатора Гз].Однако известный способ характерен образованием неплотностей уса- . дочного характера в верхней части .отливок, так как по мере вьщвижения . отливки из нагревателя требуется увеличивать степень теплоотвода от охлаждаемого торца слитка для снижения усадок от охлаждения слитка с боков. Как следствие, это ухудшает равномерность плотности в объеме отливки и по ее длине.Известно устройство, содержащее герметичную камеру с нагревателем. Советский патент 1981 года по МПК B22D27/14 

охлаж,цаемый жидкостью .кристаллизатор контактирующий с охлаждаемым торцом отливки, и вьодвигаемый кэ камеры WTOK с узлом, обеспечивающим это выдвижение. Однако конструкция кристаллизатора не позволяет интенсифицировать охлаждение слитка через его охлаждаемый торец по мере выдвижения слит ка из нагревателя, так как тело крис таллизатора снабжено системой с постоянным пpoтoкo s массы о сладителя. Кроме того, в конструкции имеется о носительно сложный узел выдвшкения штока. Цель изобретения - получение более рг вномерной плотности по всему о бъ е му отливки. Указанная цель достигается тем, что в способе получения отливок направленной кристаллизацией газовое давление в процессе кристаллизации отливки повышают до 10 атм. В устройстве для направленной кристаллизации герметичная камера связана с источником подачи газа по давлением, а шток, являющийся кристаллизатором, установлен над поверх ностью охла вдающей жидкости, размещенной в емкости, для погружения в нее штока по мере его выдвижения. , При этом для интенсификации процесса оялаждекия штока по мере его погружения в охлаждающую жидкость,о (шток) выполнен в виде установленно вверх дном подпружиненного относительно дна емкости цилиндра с внутренними радиально рас положа нными ре рами охлаждения в его полости, кото рая связана с атмосферой с помощью размещенной в камере сильфонной тру ки . На фиг, 1 дана принципиальная сх ма осуществления способа; на фиг. 2 конструкция штЬка-кристаллизатора, Устройство содержит герметичную вакуумированную в период плавления и заливки металла в форму камеру 1 с нагревателем 2, в котором размеща ется форма для ОТЛИЕКИ 3, получаема путем заливки этой (модели) жидким металлом из плавильной печи В камере 1 размещен подвижный шток являющийся кристаллизатором, которы установлен над поверхностью б охлаж дающей проточной жидкости 7 (например воды или другого жидкого агента находящейся в емкости 8, При этом шток 5 выполнен в виде установленно го вверх дном 9 цилиндра, являющего охлаждаемым кристаллизатором, котор контактирует с охлаждаемым торцом отливки 3. В полости 10 цилиндра ра мещен радиатор с продольными охлажд щими ребрами11, связанными с дном и стенками цилиндра и выполненными , из материала с высоким коэффициенто теплопроводности, например из меди. При этом цилиндр штока 5 подпружине относительно дна емкости 8 пружиной 12, полость 10 цилиндра сообщена с атмосферой с помощью размещенной в камере 1 гибкой сильфонной трубки 13, а камера 1 связана с источником 14 подачи инертного, нерастворимого в жидком металле газа под давлением, в частности с компрессором или баллоном, способными создавать в камере 1 постепенно нарастающее до 10 атм давление газа. С помощью охарактеризованного устройства предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В плавильной печи 4 приготавливают расплав металла, при этом камеру 1 вакуумируют до рт.ст., что способствует дегазации расплавленного металла. Затем расплавленный металл вьишвают в форму (модель) нагревателя 2. Металл контактирует с дном 9 штока 5 и, охлаждаясь от него, образует охлаждаемый торец отливки 3, посредством которого тепло будет отводиться, в дальнейшем через дно 9, ребра 11 и стенки штока 5 в жидкость 7. После заливки расплавленного металла в находящуюся в нагревателе форму в камере 1 повышают давление путем подвода в нее от источника 14 подачи инертного газа под давлением (например чистого аргона), причем давление в камере 1 осуществляют постепенно и постоянно нарастающим в пределе от атмосферного до 10 атм. Нарастающее в камере 1 давление оказывает соответс-Евующее воздействие на шток 5, которое вьадвигает его из камеры, а вместе с ним и отливку 3 из нагревателя 2. При этом это нарастающее давление, с одной стороны, обжимает расплавленный и кристаллизирующийся металл во всем объеме отливки, усажиаая ее сверху вниз от жидкой фазы до кристаллизующейся и способствуя ликвидации неплотностей в ней. С другой стороны, указанное давление газа выдвигает с ускорением отливку 3 из нагревателя 2 и с таким же ускорением, пропорциейальным нарастанию давления газа в камере 1, погружает выходящий из камеры шток 5 в жидкость 7, сжимая при этом пружину 12, являющуюся демпфером. Поэтому нарастание давления в камере 1 пропорционально увеличению скорости вьвдвижения .слитка из .нагревателя и скорости погружения штока 5 в жидкость 7, а следовательно, пропорционально и увеличению степени охлаждаемого торца отливки 3, что обеспечивается увеличением теплоотвода от дна 9 штока 5 за счет погружения части штока 5 с ребрами 11 в жидкость. В этот момент увеличение эффективности теплоотвода происходит плавно за счет увеличивающейся площади ребер 11, погружаемой в жидкость 7 при выдвижеНИИ штока 5 с увеличивающимся ускорением. При этом жидкость 7 беспрепятственно проходит в полость 10 што ка 5, так как при его погружений в неенаходящийся в полости 10 воздух вытесняется по гибкой трубке 13 в ат мосферу. При давлении в 10 атм отлив ка 3. полностью выходит из нагревателя,. Благодаря объемной усадке жидкой и кристаллизующейся части металла давлением газа, сопровождающейся одновременным ускорением и интенсифика цией охлаждения кристаллизующейся части, фронт направленной кристаллизации интенсивно двигается в отливке снизу вверх, а скорость этого движения и интенсивность охлаждения превалируют над указанными параметрами боковой кристаллизации отливки, что позволяет улучшить равномерность плотности отливки как по высоте, так и в объеме. Кроме того, использовани предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет укрепить конструкцию за счет ликвидации узла для выдвижения штока, функции которого выполняет давление га за, и ускорить процесс получения отливок методом направленной кристалли зации в 1,5-2,0 раза. Формула изобретения 1. Способ получения отливок направленной кркст аллизацией, включающий вакуумирование камеры с одновременным нагревом размещенной в ней литейной формы, заливку ее металлом, создание в камере газового давления и выведение литейной формы с кристаллизующейся отливкой из нагревателя, отличающийся тем, что, с целью получения более равномерной плотности по всему объему отливки, газовое давление в процессе кристаллизации отливки повышают до 10 атм. 2, Устройство для направленной кристаллизации отливок, содержащее размещенные в камере нагреватель, литейную форму и кристаллизатор-шток, установленный с 1возможностью вертикального перемещения и выведения нижней его части за пределы камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения качества отливок, кристгиплизатор-шток выполнен в виде полого цилиндра с внутренними радиально расположенными ребрами и под ним размещена емкость для охлаждающей жидкости, в полость которой введена нижняя часть кристгшлизатораштока, причем последний подпружинен, а его полость сообщена с атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 406635, кл, В 22 D 27/14, 1974, 2,Авторское свидетельство СССР № 53661, кл, В 22 О 27/14, 1937, 3,Авторское свидетельство СССР 246791, кл, В 22 О 27/16, 1967,

КыЗноетг,