RU2172227C2 - Method and apparatus for metal casting - Google Patents
Method and apparatus for metal casting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172227C2 RU2172227C2 RU96107980A RU96107980A RU2172227C2 RU 2172227 C2 RU2172227 C2 RU 2172227C2 RU 96107980 A RU96107980 A RU 96107980A RU 96107980 A RU96107980 A RU 96107980A RU 2172227 C2 RU2172227 C2 RU 2172227C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- furnace
- mold
- casting
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу литья металла и устройству для его осуществления. В частности, настоящее изобретение относится к новому способу литья металла и устройству для осуществления этого способа, которые обеспечивают получение высококачественных отливок, не содержащих включений примесей, газовых загрязнений и газовых дефектов, и особенно полезны для литья такого активного металла, как титан. The present invention relates to a method for casting metal and a device for its implementation. In particular, the present invention relates to a new metal casting method and apparatus for implementing this method, which provide high-quality castings that do not contain impurities, gas contaminants and gas defects, and are particularly useful for casting an active metal such as titanium.
В настоящее время известно множество различных способов и устройств для литья металла; для этих способов и устройств для литья испытано и внедрено в промышленность множество разнообразных средств и различных приспособлений для получения высококачественных изделий, не содержащих включений примесей, газовых загрязнений и газовых дефектов. Currently, there are many different methods and devices for casting metal; for these casting methods and devices, a wide variety of various means and various devices have been tested and introduced into the industry for producing high-quality products that do not contain impurities, gas contaminants and gas defects.
Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования на средствах для получения высококачественных литых изделий и создали способ, обеспечивающий возможность литья активного металла, в частности, активного с высокой температурой плавления титана и его сплавов, и обеспечивающий возможность разливки с высокой эффективностью и продуктивностью. The authors of the present invention conducted extensive research on means for producing high-quality cast products and created a method that allows casting of an active metal, in particular, active with a high melting point of titanium and its alloys, and providing the possibility of casting with high efficiency and productivity.
Созданный способ, по существу отличается сочетанием плавки полувзвешенного металла, включающей плавление металла посредством частичного магнитного флотирования металла, и литья вакуумным всасыванием, обеспечивающим плавление и разливку активного металла, такого как титан, посредством процесса плавки полувзвешенного металла, который отличается от известного процесса, использующего огнеупорные тигли, и который замедляет ухудшение качества, вызванное загрязнением огнеупорами и обеспечивает возможность осуществления непрерывной плавки и разливки и осуществление литья отливок с высокой степенью единообразия и усложненной формы за счет применения процесса литья вакуумным всасыванием. The invented method is essentially characterized by a combination of melting a half-weighted metal, including melting the metal by partially magnetic flotation of the metal, and vacuum suction casting, which provides melting and casting of an active metal, such as titanium, by means of a process for melting a half-weighted metal, which differs from the known process using refractory crucibles, and which slows down the deterioration caused by contamination by refractories and allows continuous plating casting and casting and casting of castings with a high degree of uniformity and complicated shape due to the application of the vacuum suction casting process.
Процесс плавки полувзвешенного металла, являющийся характерной особенностью настоящего способа будет подробнее описан далее. Этот процесс является разновидностью процесса плавки во взвешенном состоянии (магнитного флотирования), который включает индукционный нагрев материала, загруженного в плавильный тигель, и удерживание полученного расплавленного материала без контактирования его с внутренней стенкой плавильного тигля. The process of melting a semi-weighted metal, which is a characteristic feature of the present method will be described in more detail below. This process is a variation of the suspended smelting process (magnetic flotation), which includes the induction heating of the material loaded into the melting crucible and holding the molten material obtained without contacting it with the inner wall of the melting crucible.
В частности, процесс плавки металла во взвешенном состоянии является одним из процессов плавки, который включает, при плавлении металлического материала, загруженного в тигель, предотвращение загрязнения расплава металла в результате химической реакции, вызванной контактированием металла с внутренней стенкой тигля, вследствие чего достигается улучшение качества. Процесс плавки металла во взвешенном состоянии далее разделяется на два процесса: процесс плавки полностью во взвешенном состоянии, который включает вынужденное полное всплывание расплава металла в воздухе под действием электромагнитных сил, и процесс плавки полувзвешенного металла, который включает использование водоохлаждаемого медного тигля и вынужденное всплывание расплава металла под действием электромагнитных сил, в то время как нижняя часть материала поддерживается в твердом состоянии. В процессе плавки в полностью взвешенном состоянии, несмотря на то, что загрязнение от плавильного тигля может быть полностью исключено, поскольку расплав металла находится в полностью всплывшем или взвешенном состоянии, трудно поддерживать расплав металла во взвешенном состоянии, и количество расплавленного металла, находящегося во взвешенном ли всплывшем состоянии, слишком мало для промышленного применения способа. Поэтому для промышленных целей обычно применяют процесс полувзвешенной плавки. In particular, the suspended metal smelting process is one of the smelting processes, which includes, when melting a metal material loaded into a crucible, preventing the metal melt from contaminating as a result of a chemical reaction caused by contacting the metal with the inner wall of the crucible, thereby improving quality. The suspended metal smelting process is further divided into two processes: the fully suspended metal smelting process, which includes forced full flooding of the metal melt in the air under the influence of electromagnetic forces, and the semi-suspended metal melting process, which involves the use of a water-cooled copper crucible and forced melting of the metal melt under the influence of electromagnetic forces, while the lower part of the material is maintained in a solid state. During the smelting process, in a fully suspended state, although contamination from the melting crucible can be completely eliminated, since the metal melt is in a fully floating or suspended state, it is difficult to maintain the metal melt in a suspended state, and the amount of molten metal in suspension the pop-up state is too small for the industrial application of the method. Therefore, for industrial purposes, a semi-weighted smelting process is usually used.
В общих чертах процесс плавки полувзвешенного металла представляет собой следующее. В водоохлаждаемом медном тигле, используемом в этом процессе плавки периферийная стенка главного корпуса, выполненного в форме цилиндра, имеющего дно, разделена по окружности с образованием множества сегментов, в которые подается охлаждающая циркулирующая вода, и отдельные сегменты изолированы друг от друга изоляционным материалом. Витки тороидальной высокочастотной катушки расположены на заданном расстоянии по кольцу на наружной стороне водоохлаждаемого медного тигля. Материал подвергают индукционному нагреву через загрузку материала в тигле путем подачи тока высокой частоты в индукционную катушку. При нагреве материала до заданной температуры материал частично расплавляется, в то время как его нижняя часть сохраняется в твердом состоянии, контактируя с дном водоохлаждаемого тигля, и поддерживается во взвешенном состоянии, не касаясь внутренней стенки тигля, под действием электромагнитных сил, генерируемых посредством проникновения расплавленного материала в тигель. In general terms, the process of smelting a semi-weighted metal is as follows. In the water-cooled copper crucible used in this melting process, the peripheral wall of the main body, made in the form of a cylinder having a bottom, is divided around the circumference with the formation of many segments into which the cooling circulating water is supplied, and the individual segments are isolated from each other by insulating material. The turns of a toroidal high-frequency coil are located at a predetermined distance along the ring on the outside of the water-cooled copper crucible. The material is subjected to induction heating by loading material in a crucible by supplying a high frequency current to the induction coil. When the material is heated to a predetermined temperature, the material is partially melted, while its lower part is maintained in solid state, in contact with the bottom of the water-cooled crucible, and is maintained in suspension, without touching the inner wall of the crucible, under the influence of electromagnetic forces generated by the penetration of molten material into the crucible.
Процесс плавления во взвешенном состоянии, как процесс плавления, имеющий описанные выше признаки, в последующем описании настоящей заявки называется просто "взвешенной плавкой". The suspension melting process, as a melting process having the features described above, in the following description of the present application is simply referred to as "suspended melting".
Способ литья, созданный авторами настоящего изобретения и использующий взвешенную плавку, описанную выше, и устройство для его осуществления отличаются тем, что, как показано на фиг. 5 для примера, всасывающая труба (d), соединенная с формой (с), расположенной над плавильной печью (а), погружена в расплавленный металл (b) в упомянутой печи (а), и расплавленный металл (b) всасывается для литья в форму или изложницу (с) через всасывающую трубу (d) в условиях, включающих понижение давления в форме или изложнице (с) и литейной камере (e) до давления ниже атмосферного. The casting method created by the inventors of the present invention and using the weighted smelting described above and a device for its implementation are characterized in that, as shown in FIG. 5, for example, a suction pipe (d) connected to mold (c) located above the melting furnace (a) is immersed in molten metal (b) in said furnace (a), and molten metal (b) is sucked for injection molding or a mold (c) through a suction pipe (d) under conditions including lowering the pressure in the mold or mold (c) and the casting chamber (e) to below atmospheric pressure.
В известных способе и устройстве, однако, остались моменты, которые должны быть усовершенствованы в смысле улучшения эффективности литья вместе с всасыванием при пониженном давлении и равномерным литьем в форму. В частности, существовала потребность в усовершенствовании средства для улучшения производительности взвешенной плавки и литья вакуумным всасыванием и получения более однородной отливки в форме, в то же время исключая распространение дефектов, полученных при литье. In the known method and device, however, there are moments that need to be improved in the sense of improving casting efficiency along with suction under reduced pressure and uniform casting. In particular, there was a need to improve the means to improve the performance of suspended smelting and vacuum suction casting and to obtain a more uniform casting in the mold, while eliminating the spread of defects obtained by casting.
В качестве средства разрешения вышеупомянутых проблем настоящее изобретение предусматривает способ литья расплава металла, расплавленного в печи взвешенной плавки, всасыванием через всасывающую трубу, погруженную в нее сверху, в газопроницаемую форму, размещенную в литейной камере с двойной структурой, расположенной непосредственно над плавильной печью, при этом упомянутый способ включает этапы:
(A) плавку металла во взвешенном состоянии в инертной атмосфере при атмосферном давлении.As a means of solving the aforementioned problems, the present invention provides a method for casting a metal melt molten in a suspension smelting furnace by suction through a suction pipe immersed in it from above into a gas-permeable mold placed in a casting chamber with a double structure located directly above the melting furnace, said method includes the steps of:
(A) suspended metal smelting in an inert atmosphere at atmospheric pressure.
(B) контактирование наружной литейной камеры литейной камеры с двойной структурой с печью плавки во взвешенном состоянии. (B) contacting the external casting chamber of the double structure casting chamber with the smelting furnace in suspension.
(C) понижение давления в наружной литейной камере и во внутренней литейной камере литейной камеры с двойной структурой, и в верхнем пространстве печи плавки во взвешенном состоянии до давления ниже атмосферного. (C) a decrease in pressure in the outer casting chamber and in the inner casting chamber of the casting chamber with a double structure, and in the upper space of the melting furnace in suspension to a pressure below atmospheric.
(D) погружение всасывающей трубы, расположенной во внутренней литейной камере и соединенной с формой в этой камере, в расплав металла. (D) immersion of the suction pipe located in the inner casting chamber and connected to the mold in this chamber, in the molten metal.
(Е) литье расплава металла в форму при повышенном давлении путем продувки инертного газа в верхнее пространство плавильной печи. (E) casting the molten metal into a mold at elevated pressure by purging an inert gas into the upper space of the melting furnace.
(F) подъем внутренней литейной камеры, и извлечение вследствие этого всасывающей трубы из расплава металла, и
(C) подъем наружной литейной камеры после возвращения к атмосферному давлению для отделения ее от плавильной печи.(F) raising the inner casting chamber, and thereby extracting the suction pipe from the molten metal, and
(C) raising the outer casting chamber after returning to atmospheric pressure to separate it from the melting furnace.
Настоящее изобретение также предусматривает устройство для литья металла, содержащее печь плавки металла во взвешенном состоянии, всасывающую трубу, которая расположена непосредственно над упомянутой печью плавки металла во взвешенном состоянии и засасывает расплав металла вверх в газопроницаемую форму, удерживающую отливную форму, в которую льют расплавленный металл, литейную камеру с двойной структурой, имеющую внутреннюю литейную камеру, обеспечивающую соединение упомянутой всасывающей трубы с упомянутой формой, и наружную литейную камеру, образующую наружную периферию литейной камеры, механизм скольжения, обеспечивающий независимое движение вверх и вниз внутренней литейной камеры и наружной литейной камеры, и механизм регулирования атмосферы, в котором:
(а) металл плавится в инертной атмосфере при атмосферном давлении в упомянутой печи плавки во взвешенном состоянии,
(b) упомянутый механизм скольжения обеспечивает контактирование упомянутой наружной литейной камеры литейной камеры с двойной структурой с печью плавки металла во взвешенном состоянии,
(с) упомянутый механизм регулирования атмосферы понижает давление в наружной литейной камере и во внутренней литейной камере упомянутой литейной камеры с двойной структурой и в верхнем пространстве упомянутой печи плавки металла во взвешенном состоянии до давления ниже атмосферного.The present invention also provides a metal casting device comprising a suspended metal smelting furnace, a suction pipe which is located directly above said suspended metal melting furnace and sucks the molten metal upward into a gas-permeable mold holding the molten metal into which a double structure casting chamber having an inner casting chamber for connecting said suction pipe to said mold and an outer casting a casing chamber forming the outer periphery of the casting chamber, a sliding mechanism providing independent up and down movement of the inner casting chamber and the outer casting chamber, and an atmosphere control mechanism in which:
(a) the metal is melted in an inert atmosphere at atmospheric pressure in said smelting furnace in suspension;
(b) said sliding mechanism contacts said outer casting chamber of a casting chamber with a double structure with a suspended metal smelting furnace,
(c) said atmosphere control mechanism lowers the pressure in the outer foundry chamber and in the inner foundry chamber of said double-chamber foundry chamber and in the upper space of said suspended metal smelting furnace to a pressure below atmospheric.
(d) упомянутый механизм скольжения опускает внутреннюю литейную камеру, вследствие чего всасывающая труба, предусмотренная во внутренней литейной камере и соединенная с формой в ней, погружается в расплав металла,
(e) упомянутый механизм регулирования атмосферы вдувает инертный газ в верхнее пространство плавильной печи для литья расплава металла в форму,
(f) упомянутый механизм скольжения поднимает внутреннюю литейную камеру, вследствие чего всасывающая труба вытягивается из расплава металла, и
(g) после возвращения к атмосферному давлению упомянутый механизм скольжения поднимает вверх наружную литейную камеру, которая отделяется от печи плавки металла во взвешенном состоянии.(d) said sliding mechanism lowers the inner casting chamber, whereby the suction pipe provided in the inner casting chamber and connected to the mold in it is immersed in the molten metal,
(e) said atmosphere control mechanism blows an inert gas into the upper space of a melting furnace for casting molten metal into a mold,
(f) said sliding mechanism lifts the inner casting chamber, whereby the suction pipe is pulled out of the molten metal, and
(g) after returning to atmospheric pressure, said sliding mechanism lifts up the outer casting chamber, which is suspended from the metal smelting furnace.
Настоящее изобретение, кроме того, предусматривает варианты, в которых: предусмотрен держатель формы для сжимания и удерживания формы во внутренней литейной камере;
а также в которых упомянутый механизм скольжения имеет упругое тело, сжатие которого вызывает снижение и сила отталкивания которого вызывает подъем, и
в которых упомянутый механизм регулирования атмосферы имеет средство снижения выхлопного давления и средство подачи инертного газа.The present invention also provides options in which: a mold holder is provided for compressing and holding the mold in the inner casting chamber;
and also in which said sliding mechanism has an elastic body, the compression of which causes a decrease and the repulsive force of which causes a rise, and
wherein said atmospheric control mechanism has means for reducing exhaust pressure and means for supplying inert gas.
Заявленное изобретение проиллюстрировано на чертежах, где фиг. 1 изображает вид в перспективе с местным разрезом устройства для литья согласно настоящему изобретению,
фиг. 2 изображает вид в разрезе варианта операции опускания, и подобной ей, наружной крышки над наружной литейной камерой в устройстве, изображенном на фиг. 1,
фиг. 3 изображает вид в разрезе варианта опускания наружной литейной камеры и сцепления с печью плавки металла во взвешенном состоянии, следующей за операцией, показанной на фиг. 2,
фиг. 4 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий опускание внутренней литейной камеры и операцию литья, следующей за операцией, показанной на фиг. 3,
фиг. 5 изображает вид в разрезе, иллюстрирующий известные способ и устройство.The claimed invention is illustrated in the drawings, where FIG. 1 is an exploded perspective view of a casting device according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of a lowering operation, and the like, of an outer cover over an outer casting chamber in the apparatus of FIG. 1,
FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of lowering the outer casting chamber and coupling to the suspended metal melting furnace following the operation shown in FIG. 2
FIG. 4 is a sectional view illustrating the lowering of the inner casting chamber and the casting operation following the operation shown in FIG. 3
FIG. 5 is a sectional view illustrating a known method and apparatus.
Как описано выше, в настоящем изобретении, в котором внутренняя полость формы поддерживается под пониженным давлением или вакуумом вследствие двойной структуры литейной камеры и расплавленный металл разливается под давлением, дефекты, обусловленные включениями атмосферного газа, не имеют места, что обеспечивает получение отливки однородной структуры. Кроме того, очень эффективно выполняются все операции литья, включающие стабилизацию и тонкую регулировку скорости литья, за счет создания перепада давления, вызванного продувкой инертного газа. As described above, in the present invention, in which the internal cavity of the mold is maintained under reduced pressure or vacuum due to the double structure of the casting chamber and the molten metal is cast under pressure, defects caused by atmospheric gas inclusions do not occur, which ensures a uniform structure is cast. In addition, all casting operations are performed very efficiently, including stabilization and fine adjustment of the casting speed, by creating a pressure drop caused by an inert gas purge.
Настоящее изобретение, кроме того, базирующееся на плавке металла во взвешенном состоянии, применимого для литья активного металла, такого как титан, а также вследствие отсутствия включений, обусловленных огнеупорами тигля, является эффективным и для отливок, содержащих двухвалентное железо. The present invention, in addition, based on suspended metal melting, applicable for casting an active metal, such as titanium, and also due to the absence of inclusions due to crucible refractories, is also effective for castings containing ferrous iron.
Далее способ и эффекты настоящего изобретения будут описаны более подробно с помощью примеров. Next, the method and effects of the present invention will be described in more detail using examples.
ПРИМЕРЫ
Фиг. 1, приложенная к настоящему описанию, является видом сечения в перспективе, иллюстрирующим вариант устройства для осуществления способа литья согласно настоящему изобретению. Фиг. 2-4 являются видами в разрезе операций литья, показанных в последовательности операций способа.EXAMPLES
FIG. 1, attached to the present description, is a perspective sectional view illustrating an embodiment of a device for implementing the casting method according to the present invention. FIG. 2-4 are sectional views of casting operations shown in the process flowchart.
Например, как показано на фиг. 1-4, устройство для литья согласно настоящему изобретению содержит печь плавки металла во взвешенном состоянии (1), литейную камеру (4), во внутренней полости которой расположена газопроницаемая литейная форма (2), в которую должен быть помещен расплав металла, при этом литейная форма (2) имеет всасывающую трубу (3) для всасывания расплавленного металла в эту литейную форму (2). Литейная форма (2) не ограничивается формой для прицизионного литья, но может использоваться любая форма, использующая песок, металл и т.п. и являющаяся проницаемой. For example, as shown in FIG. 1-4, the casting device according to the present invention comprises a suspended metal melting furnace (1), a casting chamber (4), in the inner cavity of which there is a gas-permeable casting mold (2) into which the molten metal is to be placed, and the casting mold (2) has a suction pipe (3) for suction of molten metal into this mold (2). The mold (2) is not limited to the precision casting mold, but any mold using sand, metal, and the like may be used. and being permeable.
Литейная камера (4) имеет двойную структуру, включающую внутреннюю литейную камеру (41), в которой расположена форма (2), соединенная с всасывающей трубой (3), и наружную литейную камеру (42), образующую наружную периферию литейной камеры (4). Устройство для литья имеет механизм скольжения, который двигает вверх и вниз внутреннюю литейную камеры (41) и наружную литейную камеру (42) независимо друг от друга, и механизм регулирования атмосферы. The foundry chamber (4) has a double structure including an inner foundry chamber (41) in which a mold (2) is connected to the suction pipe (3) and an outer foundry chamber (42) forming the outer periphery of the foundry chamber (4). The casting device has a sliding mechanism that moves up and down the inner casting chamber (41) and the outer casting chamber (42) independently of each other, and an atmosphere control mechanism.
В этом варианте, кроме того, предусмотрены внутренняя крышка (411) для внутренней литейной камеры (41) и держатель формы (412) для надавливания на форму (2) сверху, установленные с возможностью скольжения по вертикали, и наружная крышка (421) наружной литейной камеры (42). Внутренняя крышка (411) и наружная крышка (421) выполнены с возможностью вертикального скольжения посредством независимых силовых цилиндров (6) и (7). Между наружной литейной камерой (42) и фундаментной плитой (8) предусмотрена наружная пружина (8), м между фланцевым участком внутренней литейной камеры (41) и ступенчатым участком наружной литейной камеры (42) предусмотрена внутренняя пружина (10). In this embodiment, in addition, there is provided an inner cover (411) for the inner foundry chamber (41) and a mold holder (412) for pressing vertically mounted mold (2) from above, and an outer cover (421) of the outer foundry cameras (42). The inner cover (411) and the outer cover (421) are made with the possibility of vertical sliding by means of independent power cylinders (6) and (7). An outer spring (8) is provided between the outer casting chamber (42) and the foundation plate (8), and an inner spring (10) is provided between the flange section of the inner casting chamber (41) and the stepped section of the outer casting chamber (42).
Далее будут описаны операции литья со ссылкой на фиг. 2-4. Next, molding operations will be described with reference to FIG. 2-4.
I. В печи плавки во взвешенном состоянии (1), в изображенном на фиг. 2 состоянии, плавка металла начинается путем регулирования атмосферы посредством аргона, или подобного ему, в верхнем пространстве (A), в то время, когда работает индукционная катушка и через отверстие для подачи газа (12) подается инертный газ, как например, аргон (Ar). Расплав металла образуется почти в центре при минимальном контакте со стенкой печи, что является характерным признаком плавки во взвешенном состоянии. I. In the suspension smelting furnace (1), as shown in FIG. 2 state, the melting of the metal begins by regulating the atmosphere by means of argon, or the like, in the upper space (A), while the induction coil is operating and an inert gas such as argon (Ar ) The molten metal is formed almost in the center with minimal contact with the furnace wall, which is a characteristic sign of smelting in suspension.
II. Наружная крышка (421) опускается вниз цилиндропоршневым механизмом (7), как указано на фиг. 1, в направлении к наружной литейной камере (42) для того, чтобы закрыть наружную литейную камеру этой наружной крышкой (421), и в то же самое время, как показано на фиг. 3, наружная пружина (9) дополнительно сжимается для приведения наружной литейной камеры (42), составляющую литейной камеры с двойной структурой, в тесный контакт с печью плавки металла во взвешенном состоянии (1). В этом состоянии во внутреннюю и наружную литейные камеры (41 и 42) механизмом регулирования атмосферы вдувается инертный газ, как например, аргон (Ar). Внутренняя и наружная литейные камеры (41 и 42) таким образом заполняются инертным газом. II. The outer cover (421) is lowered down by a piston-cylinder mechanism (7), as indicated in FIG. 1, in the direction of the outer casting chamber (42) in order to close the outer casting chamber with this outer cover (421), and at the same time, as shown in FIG. 3, the outer spring (9) is further compressed to bring the outer casting chamber (42), a component of the casting chamber with a double structure, into close contact with the suspended metal melting furnace (1). In this state, an inert gas, such as argon (Ar), is injected into the inner and outer casting chambers (41 and 42) by an atmosphere control mechanism. The inner and outer casting chambers (41 and 42) are thus filled with inert gas.
III. Давление в наружной литейной камере (42) и во внутренней литейной камере (41), образующих литейную камеру с двойной структурой, и в верхнем пространстве печи плавки металла во взвешенном состоянии (1) понижается до давления ниже атмосферного (предпочтительнее, ниже 200 тор = 200 мм рт.ст. = 0,262 атм и более предпочтительно до давления ниже 100 тор = 100 мм рт.ст. = 0,131 атм) путем откачки посредством откачивающего насоса, являющегося частью механизма регулирования атмосферы, через газовую направляющую (130) и выпускное отверстие (120), выполненное в салазках для скольжения внутренней крышки (411). III. The pressure in the outer casting chamber (42) and in the inner casting chamber (41), forming a casting chamber with a double structure, and in the upper space of the suspended metal melting furnace (1) decreases to a pressure below atmospheric (preferably, below 200 torr = 200 mmHg = 0.262 atm and more preferably up to a pressure below 100 torr = 100 mmHg = 0.131 atm) by pumping through a pump out, which is part of the atmosphere control mechanism, through a gas guide (130) and an outlet (120 ) made in the slide for slip of the inner cover (411).
IV. Как показано на фиг. 4 салазки (110) заставляют опускаться посредством вышеупомянутого цилиндропоршневого механизма (6), внутренняя литейная камера (41) опускается вниз, в то же время сжимая внутреннюю пружину (10), для погружения всасывающей трубы (3), соединенной с формой (2), расположенной в этой камере, в расплав металла (5). Внутренняя поверхность ступенек внутренней литейной камеры (41) и наружной литейной камеры (42) уплотнены набивочным материалом (422). Внутренняя литейная камера (41) закрывается внутренней крышкой (411) и форма (2) сжимается держателем формы (412). IV. As shown in FIG. 4 slides (110) are forced to lower by the aforementioned cylinder-piston mechanism (6), the inner foundry chamber (41) is lowered, while compressing the inner spring (10), to immerse the suction pipe (3) connected to the mold (2), located in this chamber, in the molten metal (5). The inner surface of the steps of the inner casting chamber (41) and the outer casting chamber (42) are sealed with packing material (422). The inner casting chamber (41) is closed by the inner lid (411) and the mold (2) is compressed by the mold holder (412).
V. Одновременно с описанным выше погружением в верхнее пространство (A) плавильной печи (1) вдувается инертный газ, как например, аргон (Ar), и расплав металла (5) выталкивается вверх перепадом давления (50-500 тор или 50-500 мм рт.ст., или 0,0655 - 0,655 атм) между верхним пространством (A) и внутренней литейной камерой (41). Расплавленный металл (5) поэтому равномерно поднимается через всасывающую трубу (3) и сразу же помещается в форму (2). V. Simultaneously with the immersion described above, an inert gas such as argon (Ar) is blown into the upper space (A) of the melting furnace (1), and the molten metal (5) is pushed up by a pressure drop (50-500 torr or 50-500 mm Hg, or 0.0655 - 0.655 atm) between the upper space (A) and the inner casting chamber (41). The molten metal (5) therefore rises evenly through the suction pipe (3) and is immediately placed in the mold (2).
VI. После продувки аргона посредством механизма регулирования атмосферы во внутреннюю и наружную литейные камеры (41 и 42) и вышеупомянутое пространство (A) и возвращения к атмосферному давлению наружная литейная камера (42) поднимается вверх описанным выше механизмом скольжения для отделения наружной литейной камеры (42) и внутренней литейной камеры (41) от печи плавки металла во взвешенном состоянии (1). VI. After the argon is purged by the atmosphere control mechanism into the inner and outer casting chambers (41 and 42) and the aforementioned space (A) and returning to atmospheric pressure, the outer casting chamber (42) rises upward by the sliding mechanism described above to separate the outer casting chamber (42) and internal casting chamber (41) from the furnace smelting metal in suspension (1).
Всасывающая труба (3) в результате вытягивается из расплава металла. The suction pipe (3) as a result is drawn from the molten metal.
В устройстве и способе литья, использующих настоящее изобретение, как ясно из этих операций I-VI, более предпочтительно, чтобы литейная камера (4) закрывалась под действием двойной структуры, включающей внутреннюю литейную камеру (41) и наружную литейную камеру (42), и вследствие отсутствия заграждения посредством атмосферного газа и равномерного подъема расплава металла, являющихся результатом литья под пониженным давлением и наддува инертного газа можно осуществить литье продукта или изделия, не имеющего дефектов у мениска, имеющего однородную структуру и содержащего минимальное количество примесей. Регулирование атмосферы также облегчено. In a casting apparatus and method using the present invention, as is clear from these operations I-VI, it is more preferable that the casting chamber (4) is closed by a double structure including an internal casting chamber (41) and an external casting chamber (42), and due to the absence of barriers by means of atmospheric gas and the uniform rise of the molten metal, which are the result of casting under reduced pressure and pressurization of an inert gas, it is possible to cast a product or product that does not have defects in a meniscus having one dnuyu structure and containing a minimum amount of impurities. The regulation of the atmosphere is also facilitated.
Наружная пружина (9), внутренняя пружина (10) и цилиндропоршневые механизмы (6) и (7) для обеспечения тесного контакта и способности скольжения внутренней литейной камеры (41) и наружной литейной камеры (42) не ограничены их определенными типами. The outer spring (9), the inner spring (10) and the cylinder-piston mechanisms (6) and (7) to ensure close contact and sliding ability of the inner foundry chamber (41) and the outer foundry chamber (42) are not limited to their specific types.
Подача инертного газа для уплотнения печи необходима для плавки во взвешенном состоянии и осуществляется непрерывно в течение всего периода литья за исключением периода снижения давления перед литьем. The supply of inert gas to seal the furnace is necessary for smelting in suspension and is carried out continuously throughout the casting period with the exception of the period of pressure reduction before casting.
После осуществления литья путем вышеупомянутых операций определяется износ всасывающей трубы, и если степень износа ее находится в допустимых пределах, форма (2) удаляется, и затем в плавильную печь дополнительно загружаются материалы для повторения всех вышеупомянутых операций. After casting by the above operations, the wear of the suction pipe is determined, and if the degree of wear is within acceptable limits, the mold (2) is removed, and then materials are added to the melting furnace to repeat all the above operations.
При использовании всасывающей трубы, изготовленной из того же материала, что и расплав металла или основного металла расплава сплава допуск на износ всасывающей трубы увеличивается. Так для плавления сплавов на основе титана (Ti) предпочтительнее использовать всасывающую трубу, изготовленную из титана (Ti). When using a suction pipe made of the same material as the molten metal or the base metal of the molten alloy, the tolerance for wear on the suction pipe increases. So for the melting of alloys based on titanium (Ti) it is preferable to use a suction pipe made of titanium (Ti).
Из вышеприведенных примеров способ и устройство согласно изобретению становятся ясными. Оно дает возможность исключить включения огнеупоров тигля посредством плавки во взвешенном состоянии, обеспечивает более легкое литье активного металла, как например, титана. Атмосфера в форме регулируется двойной структурой литейной камеры, и снижение давления и литье под наддувом инертного газа дает возможность отливать изделие без малейших дефектов и с превосходной однородностью структуры. Кроме того, перепад давлений, обеспечиваемый условиями пониженного давления, и продувка инертного газа обеспечивают эффективное литье, включая стабилизацию и тонкую регулировку скорости литья, со значительно увеличенной продуктивностью. From the above examples, the method and device according to the invention become clear. It makes it possible to exclude the inclusion of crucible refractories by means of smelting in suspension, provides easier casting of an active metal, such as titanium. The atmosphere in the mold is regulated by the double structure of the casting chamber, and the reduction in pressure and inert gas injection makes it possible to cast the product without the slightest defects and with excellent uniformity of structure. In addition, the pressure drop provided by the reduced pressure conditions and the inert gas purge provide efficient casting, including stabilization and fine adjustment of the casting speed, with significantly increased productivity.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96107980A RU2172227C2 (en) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | Method and apparatus for metal casting |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP101476/1995 | 1995-04-25 | ||
| JP153008/1995 | 1995-06-20 | ||
| RU96107980A RU2172227C2 (en) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | Method and apparatus for metal casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96107980A RU96107980A (en) | 1998-07-20 |
| RU2172227C2 true RU2172227C2 (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=48232878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96107980A RU2172227C2 (en) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | Method and apparatus for metal casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172227C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650465C1 (en) * | 2015-01-15 | 2018-04-13 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Method of casting at low pressure and device for casting at low pressure |
| RU2653747C1 (en) * | 2015-02-24 | 2018-05-14 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Casting device and method of casting |
| RU2656897C1 (en) * | 2015-02-19 | 2018-06-07 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Gate for the device for molding under low pressure and unit for casting under low pressure, having mentioned gate |
| RU2738851C2 (en) * | 2017-01-17 | 2020-12-17 | Алд Вакуум Текнолоджиз Гмбх | Method of casting production |
-
1996
- 1996-04-25 RU RU96107980A patent/RU2172227C2/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Patent abstracts of Japan, т. 16, № 494(M-1324), 13.10.1992, JP 4-182056A. * |
| Patent abstracts of Japan, т. 17, № 503 (М-1478), 10.09.1993, JP 5-13126A. Технология машиностроения, 1988, № 4, реферат 4Г255П, JP 62-114762 А. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650465C1 (en) * | 2015-01-15 | 2018-04-13 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Method of casting at low pressure and device for casting at low pressure |
| RU2656897C1 (en) * | 2015-02-19 | 2018-06-07 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Gate for the device for molding under low pressure and unit for casting under low pressure, having mentioned gate |
| RU2653747C1 (en) * | 2015-02-24 | 2018-05-14 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Casting device and method of casting |
| RU2738851C2 (en) * | 2017-01-17 | 2020-12-17 | Алд Вакуум Текнолоджиз Гмбх | Method of casting production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3900064A (en) | Metal casting | |
| US5042561A (en) | Apparatus and process for countergravity casting of metal with air exclusion | |
| US3863706A (en) | Metal casting | |
| US2140607A (en) | Method of and apparatus for casting deoxidized copper | |
| US3310850A (en) | Method and apparatus for degassing and casting metals in a vacuum | |
| CA1317437C (en) | Apparatus and process for countergravity casting of metal with air exclusion | |
| US11364539B2 (en) | Method and apparatus for counter-gravity mold filling | |
| JP3003914B2 (en) | Method for producing copper alloy containing active metal | |
| GB1438693A (en) | Metho- for producing directionally solidified castings | |
| RU2172227C2 (en) | Method and apparatus for metal casting | |
| KR890003406B1 (en) | Casting furnace and method of casting product | |
| GB2515632A (en) | Method and apparatus for reducing bubbles or gas pockets in a metal ingot using a continuous casting mold | |
| US2968848A (en) | Method of casting refractory shells | |
| KR940003252B1 (en) | Method of continuously casting a metal and apparatus for continuously casting the same | |
| GB2270145A (en) | Induction melting and casting furnace | |
| US5722481A (en) | Method for casting metal and apparatus therefor | |
| EP0739667B1 (en) | Method of casting metal and apparatus therefor | |
| JPH03198969A (en) | Metallic mold casting apparatus | |
| KR100429738B1 (en) | Metal casting method and apparatus | |
| US3929185A (en) | Apparatus for treating cast materials in the molten state | |
| JPS62151253A (en) | Continuous casting furnace | |
| US3455373A (en) | Apparatus for ultrahigh purity precision casting | |
| JPH04182056A (en) | Precise casting device | |
| JP3105989B2 (en) | Casting method | |
| JP2003065679A (en) | Cold crucible melting casting device |