SU789240A1 - Устройство дл изготовлени биметаллических заготовок - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейному производству и предназначено дл  по .лучени  втулочных биметаллических за готовок под прессование, у которых внутренний кольцевой слой из одного металлического материала (металла, сплава, металлокерамики} всесторонне заливаетс  расплавом другого металли ческого материала. Дл  некоторых видов биметаллических заготовок установлены высокие требовани : внутренний слой определенной конфигурации должен быть надёжно герметизирован внешним покрытием определенной толщины и конфигурации . Известна форма дл  получени  многослойных отливок, котора  снабжена перегородкой, расположенной в зоне контакта заливаемых сплавов и имеющей слой легкоплавкого порошкообразного шлакового покрыти  или газифици руемого материала 1 Однако использование таких перего родок не позвол ет получить Качественную отливку из-за наличи  в пере ходных зонах газовых раковин и несл тин. Известны способы получени  бимеТсшлических заготовок, включающие з ливку в форму расплавленного металла и погружение в него вставки 2 . Эти способы не обеспечивают точного размещени  вставки в заготовке и допускаиот ее оплавление. Известен способ изготовлени  нагревател  сопротивлени  путем заливки кольцевого элемента в литейной форме с возможностью перемещени  кольцевого элемента относительно полости формы с целью исключени  разрушени  элемента из-за разницы коэффициентов линейного расширени  материала, из которого изготовлен кольцевой элемент , и жидкого металла, образующего корпус при затвердевании ЗД . Однако указанный способ также не обеспечивает точного размещени  кольцевого элемента относительно литейной формы, что приводит к браку труб при последующем размерном прессовании заготовок в трехслойные трубчатые элементы. Известны способ и форма дл  лить  заготовок, в котором дл  получени  заготовок, не имеющих открытых отверст 1й предварительно изготавливают заготовку , имеющую открытые отверсти  |ИЗ того же мат.ериала, из которого изготавливают деталь, затем открытые

отверсти  закрывают снаружи, заготовку устанавливают в литейную форму и заливают расплавленным металлом. При этом предварительна  заготовка устанавливаетс  в форме с помощью поддерживающих цапф, которые могут удал тьс  после заливки металла в форму Г41 .

Указанные способ и устройство не обеспечивают точного фиксировани  вставки относительно стенок формы и соответственно поверхностей будущей отли-вки.

Цель изобретени  - улучшение условий креплени  вставки и исключение смещени  ее относительно литейной формы при всесторонней заливке плакирующего металла и отсутствии вспомогательных вплавл емых дистанционизирующих деталей типа жеребеек.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  изготовлени  биметаллических заготовок, содержащем цилиндрическую литейную форму, поддон, центральный пустотелый стержень и фиксатор креплени  вставки, последний выполнен в виде штырьковой траверсы, отцентрированной по рабочим поверхност м формы и стержн , и снабжен пружинами, закрепленными на основании штырей, дл  поджима вставки к штыр м, при этом устройство снабжено толкателем дл  вывода фиксатора из формы, размещенным в полости центрального стержн , а длина штырей и пружин равна 1/3-1/2 высоты вставки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид пр мо, разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1.

В литейную форму, содержащую цилиндрический корпус 1 с водоохлаждаемым днищем 2 и пустЬтелый центральный стержень 3 с размещенным в нем толкателем 4, устанавливают фиксатор 5, который выполнен в виде штырьковой траверсы и содержит штыри 6 и пружи-. ны 7, .закреплённые с помощью винтов 8 к основанию 9 штырей. Между штыр ми 6 траверсы и пружинами 7 размещена вставка 10, удерживаема  в литейной форме на весу. Подача расп; авленного металла в форму производитс  через кольцевую распределительную чашу,11, имеющую-калиброванные сливные отверсти  12. Распределительна  чаша 11 устанавливаетс  на цилиндрическом корпусе 1 с помощью промежуточного кольца 13. Привод толкател  4 начертеже не показан.

-Работа устройства осуществл етс  следующим образом.

В предварительно собранную литейную форму устанавливают фик; ::атор 5 со вставкой 10. На цилиндрический корпус 1 литейной формы устанавливают промежуточноекольцо 13 и кольцевую распределительную чашу 11 с двум  р дами сливных отверстий 12, расположенных по средним диаметрам кольцевых плоскостей, образованных цилиндрической стен1 ;)и корпуса 1, внс ннег; и внутренней поверхност ми вставки 1 и центральным стержнем 3. В распреде пительную чашу 11 заливают порцию раллавленного металла или сплава, предназначенного дл  формировани  плакирующего сло  втулочной биметаллической заготовки. Расплавленный металл или сплав через сливные отверсти  12 стру ми заливаетс  в форму. При этом суммарные площади калиброванных отверстий 12 выполн ют в том же соотношении , что и площади кольцевых плоскостей заливаемой биметаллической втулки, дл  сохранени  одинаковых скоростей подъема зеркала металла по обе стороны металлической вставки 10 чтобы исключить перетекание расплава из одной полости в другую, под вставкой или над ней, дл  предотвращени  ее сплавлени .

В период заполнени  формы в пустотелом днище 2 поддерживают интенсивный поток охлаждающей жидкости, создающий направленную кристаллизацию металла снизу вверх дл  вмораживани  нижней части вставки 10 и тем самым фиксируют ее в заданном положении до момента подъема зеркала металла к уровню нижних концов штырей 6 и пружин 7 фиксатора 5.

После закреплени  нижнего конца вставки 10 в слое закристаллизовавшегос  металла фиксатор 5 с помощью толкател  4 вывод т из литейной формы вверх со скоростью равной или большей, чем.скорость подъема зеркала металла в форме. После заполнени  формы до заданного уровн  дают выдержку до полной кристаллизации и охлаждени  отливки, затем отливку из формы удал ют и цикл повтор ют.

Пример изготовлени  биметаллической втулки. Провод т отливку втулочной биметаллической заготовки дл  последующего,прессовани  трехслойной биметаллической трубы с внутренним слоем из спеченной алюминиевой пудры (САП), плакированной алюминиевым сплавом типа CAB.

Расчетные размеры заготовки: Диаметр наружный 200 мм Диаметр внутренний - 100 мм Высота400 мм

Размеры внутренней вставки:

Диаметр наружный 160 мм Диаметр внутренний 140 мм Высота300 мм

Рассто ние, торца вставки от нижней плоскости заготовки (по положению в форме) 50 мм.

Заданна  скорость подъема металла в форме при заливке - 8-10 мм/с. Принима  уровень расплава в литейной чаше равным 100 мм и диаметр отверстий 8 мм, получают необходимое количество литниковых отверстий дл  обеспечени  заданной скорости заливки:

дл  внешнего кольца - 20 ш-. , а внутреннего - 14 шт. При этом весова  скорость поступлени ; расплава в форму составл ет 204 см/с или 510 г/с дл  жидкого алюминиевого сплава с плотностью 2, 5Ч/см. Дл  заполнени  формы до половины длины внутренней вставки, т.е. на 200 мм за 19,3 с в форму поступает 9650 г расплава с температурой , со скоростью заполнени  формы О1СОЛО 10 мм/с. Количество тепла, которое необходимо отвести дл  обеспечени  кристаллизации и охлаждени  расплава до температуры твердого состо ни  (ниже ) составл ет

9650 0,308 (800 - 657) + 95,4 1340000 кал (или 1340 ккал).

Дл  сн ти  расчетного количества тепла водой, охлаждающей днище литейной формы, с температурой на входе 25с и на выходе 60°С требуетс  38,6 л воды, или расход воды составл ет

38,6 : 19,3 2 л/с (или 7,2

После заполнени  формы на половин высоты вставки, последн   надежно фиксируетс  в слое закристаллизовавшегос  металла, и фиксатор вставки вывод т из формы со скоростью выше 10 мм/с.

Биметаллически.е заготовки, палученные в предлагаемом устройстве, подвергнуты прессованию в трехслойные трубы с выт жкой при деформации равной 12. Полученные трубы при внутреннем диаметре 100 мм имеют суммарную толщину 7,0 + 0,1 мм, толщину оболочек 2,8 ±. 0,05 мм и внутренний слой толщиной 1,4 + 0,05 мм. При общей длине трубы около 4-ех метров расстойние внутреннего сло  от нижнего торца по положению заготовки при заливке составл ет 500 мм.

Предложенное устройство дл  лить  трехслойных биметаллических заготовок обеспечивает получение пресйованных труб с высокой размерной стабил.ностьйпо габаритам слоев с надежной г герметизацией внутреннего сло  плакирующим материалом со всех сторон.

Claims (4)

1. Устройство дл  изготовлени  o биметаллических заготовок/ содержащее цилиндрическую литейную форму, поддон, центральный пустотелый стержень и фиксатор креплени  вставки, отличающеес  тем, что, с 5 целью улучшени  условий креплени  в-ставки, фиксатор выполнен в виде штырьковой траверсы, отцентрированной по рабочим поверхност м формы и стержн , и снабжен пружинами, закрепленными на основании -штырей, дл  под кима- вставки к штыр м.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем,чт;о оно снабжено толкателем дл  вывода фиксатора из формы, размещенным в полости толкателем дл  вывода фиксатора из ррмы.

размещенным в полости центрального стержн .

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т личающеес  тем, что длина штырей и пружин равна 1/3-1/2 высоты вставки.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 417158, кл.. В 2 D 19/00, 1971.

2.. Авторское свидетельство СССР № 393036, кл. В 22 D 19/00, 1972.

3. Патент США № 3709280, кл.164112 , 1973.

4. Патент Швейцарии № 538315, кл.. В 22 О 19/00, 1973.