Устройство для изготовления литых заготовок Советский патент 1981 года по МПК B22D27/15 B22D7/00 

1

Изобретение относится к металлур гическому и литейному производству и может быть использовано для снижения содержания газов в литьгх заготовках (слитках, отливках).

Известно устройство для вакуумирования стали в процессе заполнения изложницы, включающее вакуумную камеру, в которую помещают изложницу. При заливке изложницы металлом в камере создается вакуум, обеспечивающий снижение содержания газов в металле, поступающем в изложницу l .

Недостатком этого устройства является высокая стоимость оборудования и низкое качество поверхности слитков из-за разбрызгивания струи Металла под действием вакуума.

Известно устройство для вакуумирования кипящей стали, включающее изложницу, прибыльную надставку, которая герметически закрьгоается крышкой, соединенной трубой, подключенной к вакуумному насосу. В процессе запивки изложницы в прибьшьной надставке создается вакуум, за чего содержание газа в металле снижается 2.

Недостатком этого устройства является большая сложность и трудоемкость изготовления крышки и сопрягаемой с ней прибыльной надставки и обеспечение герметичности полости формы при заташке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обработки газом жидкого металла, преимущественно стали, включающее изложницу и трубопровод с газопроницаемым наконечником, введенным в полость изложншол со стороны поддона. Предназначено это устройство для дегазации металла за счет продувки газа через расплав. В данном устройстве наконечник выполнен газопроницаеМьи на молекулярном уровне, т.е. в н содержатся отверстия (пооы|; через которые и подается газ в расплав металла 3 . Однако использовать предлагаемое устройство для вакуумирования (то есть удаления вредных газов из распЛавов металла в неизмененном виде невозможно, так как создание вакуум в полости наконечника с порами неиз бежно вызывает течение расплавленного металла из изложницы через поры и заполнение расплавленным металлом отводящего трубопровода, В этом случае устройство прекращает свое функционирование. Цель изобретения - снижение содержания газов в литых заготовках и повышение их качества. Поставленная цель достигается те что,используя способ локального вакуумирования, в полость формы, например в кюмпельнум или прибыльну часть слитка, устанавливается глухой наконечник, проницаемый для газов на атомарном уровне, из материала, например стали, с содержанием углерода 0,1-0,2%, наружным диаметром 0,10-0,15 и толщиной стен 0,03-0,05 от диаметра слитка. При установке наконечник должен располагаться внутри металла, вблизи от собственно тела слитка, на расстоянии 0,02-0,05 диаметра слитка, чтобы улучшить его дегазацию В отливках наконечник может устанавливаться в частях, которые удаля ются при последующей обработке (в прибыли, заливаемых отверстиях, или специальных приливах), Выбор материала для наконечника с указанным содержанием углерода , связан с температурой его нагрева в процессе работы, В основном литые заготовки изготавливакзтся из сталей с содержанием углерода более 0,25%, Температура их плавления . ниже, чем предлагаемого материала для наконечников , а следовательно, нет опасения в их расплавлении. При заливке изложницы наконечник J caгpeвaeтcя до высоких температур, но не достигает температуры плавле ния. Вследствие этого резко возрастают коэффициенты диффузии водорода и азота, растворенных в металле При создании вакуума внутри наконечника значительно снижается парциальное давление этих газов, и соответственно, увеличивается возможность их подвода к поверхности 34 слитка, В наконечнике arottta газа соединяются в молекулы и удаляются в атмосферу. Оба эти фактора (высокая температура и вакуум) увеличивают скорость удаления газов из металла слитка или отливки. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Изложница 1 с прибыльной надставкой 2 устанавливается на поддон 3, в котором просверлено отверстие, а в него вставлен наконечник 4, соединенный с трубой 5, Труба подсоединяется к вакуумному насосу 6, В процессе заполнения формы 7 металлом, при его кристаллизации и последующем охлаждении из заготовки атомарный водород и азот . диффундируют в наконечник и, превращаясь из атомарного состояния в молекулярное, удаляются в атмосферу. Толщина наконечника зависит от массы заливаемой заготовки. Изготовляют шесть литых заготовок массой 80 кг каждая, высотой 360 мм и диаметром 180 мм. Металл для отливки (сталь зол) выплавляется в индукционной печи емкостью 160 кг, из него заливают две металлические формы, В одну из форм вставляют трубу диаметром 20 мм с наконечником из стали и содержанием углерода 0,2%, толщиной стенки 3,6 мм на глубину 10-20 мм, К трубе подключают вакуумный насос и создают вакуум (остаточное давление 10 мм рт, ст,), В связи с низким парциальным давлением.газов в наконечнике и трубе водород и азот диффундируют из заготовки в трубу и удаляются в атмосферу, Литые заготовки разрезают на темплеты и из них изготавливают образцы для определения содержания газов методом вакуум-плавления. Данные по среднему соде1яканию газов в металле литых заготовок с вакуумированием и без него приведены в таблице. 0,00044 0,00021 0,00045 0,00022