RU2065799C1 - Apparatus for castings 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 casting mould, crucible mounted in smelting furnace inductor with inner partition dividing crucible cavity for smelting cavity and through cavity, in which casting mould is located on tray-cooler mounted on rod of lifting and lowering mechanism and made on upper part of crucible outer wall discharge chute with operational surface located at angle of 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. Pouring gate funnel of casting mould has pouring off nose made from side opposite to discharge chute. End of nose is located above crucible inner partition, on top of which lid is located. EFFECT: increased output of commercial casting. 1 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 (1). 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. A device for directional solidification of castings (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 is provided.

Недостатком данного устройства является высокая энергоемкость, связанная с использованием отдельной нагревательной печи для обогрева формы в процессе затвердевания отливки. The disadvantage of this device is the high energy intensity associated with the use of a separate heating furnace for heating the mold during the solidification of the casting.

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

Изобретение поясняется чертежом, где изображен вертикальный разрез устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a vertical section of the device.

Устройство содержит тигель 1, установленный в индукторе 2 плавильной печи, имеющей механизм наклона, тигель 1 установлен в индукторе 2 при помощи футеровки 3. Тигель 1 имеет внутреннюю перегородку, которая делит внутреннюю полость тигля на сквозную полость 4 и плавильную полость 5. Литейная форма 6 установлена на поддоне-холодильнике 7, который связан с механизмом подъема и опускания 8, смонтированным на раме 9 индуктора 2. На наружной стенке тигля выполнен сливной желоб 10, рабочая поверхность которого расположена под углом Φ к горизонту, под этим же углом выполнена часть дна тигля, примыкающая к сливному желобу 10. При этом остальная поверхность дна тигля расположена на уровне плоскости, касательной к рабочей поверхности дна сливного желоба или выше ее. Сверху тигель закрыт крышкой 11, которая крепится струбцинами 12. На литниковой воронке литейной формы 6 выполнен выливной носик 13, который расположен выше внутренней перегородки тигля 1. The device comprises a crucible 1 installed in the inductor 2 of the melting furnace having a tilt mechanism, the crucible 1 is installed in the inductor 2 by means of a lining 3. The crucible 1 has an internal partition that divides the internal cavity of the crucible into a through cavity 4 and a melting cavity 5. Mold 6 mounted on a refrigerator tray 7, which is connected with a raising and lowering mechanism 8, mounted on the frame 9 of the inductor 2. On the outer wall of the crucible there is a drain trough 10, the working surface of which is located at an angle Φ to the horizon, under these the angle formed part of the bottom of the crucible adjacent to the discharge chute 10. In this case, the remaining surface of the crucible bottom is located at a plane tangent to the work surface or the drainage gutter bottom above it. The crucible is closed from above by a lid 11, which is fastened with clamps 12. A pouring spout 13, which is located above the inner partition of the crucible 1, is made on the gating mold funnel 6.

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

В плавильной полости 5 тигля 1 ведут плавку требуемого количества шихты. Перед окончанием плавки на поддон-холодильник 7 устанавливают литейную форму 6, и при помощи механизма подъема и опускания 8 ее помещают в сквозную полость 4 тигля 1. При этом нижним краем своей литниковой воронки форма 6 упирается в сливной желоб 10 тигля 1. Тигель 1 закрывают крышкой 11, которую крепят струбцинами 12. После окончания расплавления металла все устройство отклоняют от вертикали на угол v в сторону сливного желоба 10. При этом весь расплав из плавильной полости 5 тигля 1 выльется в форму 6, см. чертеж. Линия а-а соответствует линии горизонта по отношению к устройству при отклонении его от вертикали на угол v. Видно, что весь объем плавильной полости 5 находится выше линии а-а. Значит в плавильной полости 5 расплав не останется. После заливки литейной формы 6 устройство возвращается в исходное вертикальное положение. В процессе затвердевания отливки расплав в той части литейной формы 6, которая находится в сквозной полости 4, разогревается индуктором 2 и поддерживается в жидком состоянии. Это обеспечивает эффективное направленное затвердевание отливки и высокое ее качество. После окончания затвердевания отливки устройство отклоняют от вертикали в сторону выливного носика 13. В процессе этого оставшийся расплав из прибыльной части формы сливается обратно в плавильную полость 5 тигля 1, т.к. конец выливного носика 13 выше внутренней перегородки тигля 1. Крышка 11 предотвращает выливание расплава наружу. После окончания слива расплава устройство возвращает в исходное положение, снимают крышку 11 и добавляют к оставшемуся металлу в плавильной полости 5 дополнительное количество свежей шихты для заливки очередной формы. В дальнейшем процесс повторяется. In the melting cavity 5 of the crucible 1 are melting the required amount of charge. Before the end of melting, a mold 6 is installed on the cooler tray 7, and using the raising and lowering mechanism 8 it is placed in the through cavity 4 of the crucible 1. At the same time, the bottom 6 of its gate funnel rests on the drain chute 10 of the crucible 1. The crucible 1 is closed a lid 11, which is fastened with clamps 12. After the metal is melted, the entire device is deflected from the vertical by an angle v towards the drain trough 10. In this case, the entire melt from the melting cavity 5 of the crucible 1 will pour into a mold 6, see drawing. Line aa corresponds to the horizon line with respect to the device when it deviates from the vertical by an angle v. It is seen that the entire volume of the melting cavity 5 is above the line aa. So in the melting cavity 5, the melt will not remain. After pouring the mold 6, the device returns to its original vertical position. During the solidification process of the casting, the melt in that part of the mold 6, which is located in the through cavity 4, is heated by the inductor 2 and maintained in a liquid state. This provides effective directional solidification of the casting and its high quality. After the solidification of the casting is completed, the device is deflected from the vertical towards the pouring nozzle 13. In the process, the remaining melt from the profitable part of the mold is drained back into the melting cavity 5 of crucible 1, because the end of the pouring nozzle 13 is higher than the inner partition of the crucible 1. The cover 11 prevents the pouring of the melt out. After the end of the drain of the melt, the device returns to its original position, remove the cover 11 and add to the remaining metal in the melting cavity 5 an additional amount of fresh charge for filling the next form. In the future, the process is repeated.

Устройство позволяет повысить выход годного литья, особенно при получении отливок типа роторов для газовых турбин. The device allows to increase the yield of casting, especially when receiving castings such as rotors for gas turbines.

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 литья составляет 45% Применение предложенного устройства позволит получать отливки аналогичного качества (что и прототипу), но выход годного литья составит 90% 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 yield of casting is 45%. The application of the proposed device will allow castings of the same quality (as the prototype), but the yield of casting will be 90%.

Claims (1)

Устройство для направленного затвердевания отливок, содержащее литейную форму, установленный в индукторе плавильной печи тигель, имеющий внутреннюю перегородку, разделяющую полость тигля на плавильную полость и сквозную полость, в которой размещена литейная форма на поддоне-холодильнике, закрепленном на штоке механизма подъема и опускания, и выполненный на верхней части наружной стенки тигля сливной желоб с рабочей поверхностью, расположенной под углом Φ к горизонту, часть дна тигля, примыкающая к внутренней перегородке, выполнена наклонной под углом v к горизонту, при этом 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 на тигле, литниковая воронка литейной формы имеет выливной носик, выполненный со стороны, противоположной сливному желобу, при этом торец выливного носика расположен выше торца внутренней перегородки тигля. A device for directed solidification of castings comprising a mold installed in the inductor of a melting furnace a crucible having an internal partition dividing the crucible cavity into a melting cavity and a through cavity in which the mold is placed on a refrigerated pan fixed to the rod of the raising and lowering mechanism, and a drain trough made on the upper part of the outer wall of the crucible with a working surface located at an angle Φ to the horizontal, a part of the bottom of the crucible adjacent to the inner partition is made on pubic at an angle v to the horizontal, while the surface of this inclined part of the crucible is located on a plane tangent to or above the working surface of the bottom of the drain trough, characterized in that it is provided with a lid mounted on the crucible, the casting funnel has a pouring spout, made from the side opposite the drain trough, while the end of the pouring nozzle is located above the end of the inner partition of the crucible.