RU2065798C1 - Apparatus for directed hardening - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, casting production used in process of pattern ingots casting in mechanical engineering. SUBSTANCE: aim is to increase output of commercial casting. To realize the aim apparatus has crucible mounted in inductor of smelting furnace and provided with inner partition dividing crucible cavity for smelting cavity and through cavity; casting mould on tray-cooler mounted on rod of lifting and lowering mechanism; made on upper part of crucible outer wall discharge chute with operational surface located at angle Φ to horizon. Part of crucible bottom adjacent to inner partition is made inclined at angle of v to horizon. In the case surface of the inclined part of crucible is located at level of plane tangential to operational surface of bottom of discharge chute or over it. Lower part of through cavity is made in the form of truncated cone, upper base of which is located above lower coil of inductor, and lower base coincides with pouring gate funnel of casting mould; on the side opposite to discharging chute in through cavity beginning from upper base of truncated cone there is carrying off chute; upper surface of casting mould coincides with lower surface of crucible lining; lid is located on top of crucible. EFFECT: increased output of commercial casting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может найти применение при получении отливок в машиностроении. The invention relates to the field of foundry and may find application in the production of castings in mechanical engineering.

Известно устройство для направленного затвердевания отливок. A device for directional solidification of castings is known.

Данное устройство содержит керамическую форму, установленную на холодильник и помещенную в нагревательную печь. Холодильник смонтирован на штоке и связан с механизмом подъема и опускания формы. Для плавки и заливки расплава в форму предусмотрена тигельная индукционная печь с механизмом поворота /1/. This device contains a ceramic mold mounted on a refrigerator and placed in a heating furnace. The refrigerator is mounted on a rod and connected with a mechanism for raising and lowering the mold. For melting and pouring the melt into the mold, a crucible induction furnace with a rotation mechanism / 1 / is provided.

Целью данного изобретения является повышение выхода годного литья. The aim of this invention is to increase the yield of casting.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed device, a vertical section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Оно содержит тигель 1, установленный в индукторе 2 плавильной печи, имеющей механизм поворота. Тигель 1 имеет внутреннюю перегородку, которая разделяет тигель 1 на сквозную полость 3 и плавильную полость 4. В сквозной полости 3 предусмотрен сливной желоб 5. Рабочая поверхность сливного желоба 5 расположена под углом Φ к горизонту, под этим же углом выполнена часть дна тигля, примыкающая к сливному желобу 5, при этом остальная поверхность дна тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба или выше ее. Тигель 1 крепится в индукторе 2 при помощи футеровки 6. Литейная форма 7 установлена на поддоне-холодильнике 8, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания 9, смонтированного на раме 10 индуктора 2. Сверху тигель 1 закрыт крышкой 11, для крепления которой предусмотрены струбцины 12. В сквозной полости тигля 3, начиная от верхнего основания усеченного конуса, которым заканчивается сквозная полость, выполнен выливной желоб 13. It contains a crucible 1 installed in the inductor 2 of the melting furnace having a rotation mechanism. The crucible 1 has an internal partition that divides the crucible 1 into the through cavity 3 and the melting cavity 4. In the through cavity 3, a drain chute 5 is provided. The working surface of the drain chute 5 is located at an angle Φ to the horizon, at the same angle a part of the bottom of the crucible adjacent to the drain trough 5, while the remaining surface of the bottom of the crucible is located at the level of the plane tangent to the working surface of the bottom of the drain trough or above it. The crucible 1 is mounted in the inductor 2 by means of a lining 6. The mold 7 is mounted on a refrigerator tray 8 mounted on the rod of the lifting and lowering mechanism 9 mounted on the frame 10 of the inductor 2. On top of the crucible 1 is closed a lid 11 for securing which clamps 12 are provided In the through cavity of the crucible 3, starting from the upper base of the truncated cone, which ends with the through cavity, a spout groove 13 is formed.

Описанное устройство работает следующим образом. The described device operates as follows.

В плавильную полость 4 тигля 1 загружают требуемое количество шихты, закрывают тигель 1 крышкой 11 и начинают плавку. На поддон-холодильник устанавливают литейную форму 7 и прижимают ее с помощью механизма подъема и опускания 9 к нижней поверхности футеровки тигля 1. При этом литниковая воронка литейной формы 6 совмещается с нижним основанием усеченного конуса, которым заканчивается сквозная полость 3 тигля 1. После окончания расплавления металла в плавильной полости 4 тигля 1 устройство отклоняют при помощи механизма поворота в сторону сливного желоба 5 на угол v. При этом положение формы 7 относительно тигля 1 остается неизменным, т.к. система поддон-холодильник 8 и механизм подъема и опускания 9 расположен на раме (каркасе) 10 индуктора 2. При достижении отклонения на угол v весь расплав из плавильной полости 4 тигля 1 выльется в форму 7 и сквозную полость 3, см. чертеж: линия а-а совпадает с линией горизонта по отношению к устройству при повороте его на угол v в сторону сливного желоба 5. Видно, что весь объем плавильной полости 4 находится выше линии а-а, значит в плавильной полости 4 металла нет. После заливки литейной формы 7 устройство возвращают в исходное положение (вертикальное) и начинают разогревать металл в сквозной полости 3 индуктором 2. Разогрев продолжают, пока в форме 7 не затвердеет отливка 14. При этом в сквозной полости 3 выше нижнего витка индуктора 2 металл остается жидким. Это обеспечивает эффективное направленное затвердевание отливки 14 и высокое ее качество. Затем устройство отклоняют при помощи механизма поворота уже в сторону выливного желоба 13 тигля 1, пока весь расплав не выльется из сквозной полости 3 в плавильную полость 4. Наличие крышки 11 предохраняет от слива расплава из плавильной полости 4 наружу. После этого устройство возвращают в исходное вертикальное положение, литейную форму 7 при помощи механизма подъема и опускания опускают выше. Наличие конуса в нижней части сквозной полости 3 тигля 1 позволяет легко выходить из сквозной полости 3 остатков затвердевшей прибыльной части отливки 14. В дальнейшем открывают крышку 11 и в плавильную полость тигля загружают свежую шихту в требуемом количестве с учетом вылившегося в плавильную полость тигля расплава от предыдущей плавки. Далее процесс повторяют. In the melting cavity 4 of the crucible 1 load the required amount of charge, close the crucible 1 with a cover 11 and start melting. The mold 7 is installed on the refrigerator tray and pressed using the raising and lowering mechanism 9 to the lower surface of the lining of the crucible 1. In this case, the gate funnel of the mold 6 is combined with the lower base of the truncated cone, which ends the through cavity 3 of the crucible 1. After melting is completed metal in the melting cavity 4 of the crucible 1, the device is rejected by a rotation mechanism towards the drain trough 5 at an angle v. The position of the form 7 relative to the crucible 1 remains unchanged, because the pallet-cooler system 8 and the raising and lowering mechanism 9 are located on the frame (frame) 10 of the inductor 2. Upon reaching a deviation of angle v, the entire melt from the melting cavity 4 of the crucible 1 will pour into the mold 7 and the through cavity 3, see drawing: line a -a coincides with the horizon line with respect to the device when it is rotated through an angle v towards the drain trough 5. It can be seen that the entire volume of the melting cavity 4 is above the line aa, which means that there is no metal in the melting cavity 4. After pouring the mold 7, the device is returned to its initial position (vertical) and the metal begins to heat up in the through cavity 3 by the inductor 2. Heating continues until the casting 14 solidifies in the mold 7. Moreover, the metal remains liquid in the through cavity 3 above the lower turn of the inductor 2 . This provides effective directional solidification of the casting 14 and its high quality. Then the device is rejected by the rotation mechanism already towards the pouring trough 13 of the crucible 1, until the entire melt spills out from the through cavity 3 into the melting cavity 4. The presence of the lid 11 prevents the melt from draining from the melting cavity 4 to the outside. After that, the device is returned to its original vertical position, the mold 7 using the lifting and lowering mechanism is lowered higher. The presence of a cone in the lower part of the through cavity 3 of the crucible 1 makes it easy to leave the through cavity 3 of the residues of the hardened profitable part of the casting 14. Then open the lid 11 and load the fresh charge in the required amount, taking into account the melt that has poured into the melting cavity from the previous swimming trunks. Next, the process is repeated.

Если необходимо перед самой заливкой взять пробу расплавленного металла из плавильной полости 4 тигля 1, или повести модифицирование, то для этого в крышке 11 предусматривается отверстие. В случае, показанном на чертеже, отверстие располагается над сквозной полостью 3, а край отверстия не выходит за линию б-б, совпадающую с касательной, приведенной к рабочей поверхности выливного желоба 13. Это обеспечивает то, что струя расплава при сливе из сквозной полости 3 не выльется наружу. If it is necessary to take a sample of molten metal from the melting cavity 4 of the crucible 1 before the pouring itself, or to modify it, an opening is provided for this in the lid 11. In the case shown in the drawing, the hole is located above the through cavity 3, and the edge of the hole does not extend beyond the line bb, coinciding with the tangent brought to the working surface of the pouring trough 13. This ensures that the melt stream when draining from the through cavity 3 will not spill out.

Устройство позволяет повысить выход годного в отливках, особенно при получении отливок типа роторов. Для таких отливок характерен большой объем прибыли. Это связано с тем, что лопатки по периферии ротора тонкостенные и трудно пропитываются. Поэтому такие отливки характеризуются низким выходом годного. По прототипу выход годного составил 45% Применение предлагаемого устройства позволило повысить устройство и выход годного до 90% при том же качестве литья. The device allows to increase the yield in castings, especially when receiving castings such as rotors. Such castings are characterized by a large amount of profit. This is due to the fact that the blades on the periphery of the rotor are thin-walled and difficult to impregnate. Therefore, such castings are characterized by low yield. According to the prototype, the usable yield was 45%. The use of the proposed device allowed to increase the device and the usable yield up to 90% with the same casting quality.

Claims (1)

Устройство для направленного затвердевания отливок, содержащее установленный в индукторе плавильной печи тигель, имеющий внутренюю перегородку, разделяющую полость тигля на плавильную полость и сквозную полость, литейную форму на поддоне-холодильнике, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания, выполненный в верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом Φ к горизонту, при этом часть дна тигля, примыкающая к внутренней перегородке, выполнена под углом v к горизонту, а поверхность этой наклонной части тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба или выше ее, отличающееся тем, что оно снабжено крышкой, установленной сверху тигля, нижняя часть сквозной полости тигля выполнена в виде усеченного конуса, верхнее основание которого расположено выше последнего (нижнего) витка индуктора, а нижнее основание совмещено с литниковой воронкой литейной формы, со стороны, противоположной сливному желобу, на внутренней перегородке сквозной полости, от верхнего основания усеченного конуса выполнен сливной желоб, а верхняя поверхность литейной формы сопряжена с нижней поверхностью футеровки тигля. A device for directed solidification of castings, containing a crucible installed in the inductor of the melting furnace, having an internal partition dividing the crucible cavity into the melting cavity and the through cavity, a mold on the refrigerator tray mounted on the rod of the lifting and lowering mechanism, made in the upper part of the outer wall of the crucible a drain trough with a working surface located at an angle Φ to the horizontal, while the part of the bottom of the crucible adjacent to the inner partition is made at an angle v to the horizontal, and the surface The part of this inclined part of the crucible is located at the plane tangent to the working surface of the bottom of the drain trough or above it, characterized in that it is provided with a cover mounted on top of the crucible, the lower part of the through cavity of the crucible is made in the form of a truncated cone, the upper base of which is located above the last of the (lower) coil of the inductor, and the lower base is aligned with the gate casting funnel, from the side opposite the drain trough, on the inner partition of the through cavity, from the upper base is truncated A drain trough is made of the cone, and the upper surface of the mold is paired with the lower surface of the lining of the crucible.

Images