SU977108A1 - Способ изготовлени отливок направленным затвердеванием - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к литейному про изводству, в частности к способам лить  деталей в оболочковые керамические формы с направленным затвердеванием металла.

Известен способ лить , включающий касрйв деталей в расплаве солей или легкоплавких металлов 1.

Данньш способ неудовлетворителен, так как дл  охлаждени  деталей в жидком хладагенте последние вынимают из ванны с расплавом и помещают в охладительную среду с переносом через воздух.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ, включающий нагрев керамической оболочковой формы, заполнение ее металлическим расплавом с последующим контактным охлаждением в легкоплавком расплаве, наход щемс  в полости между нагревательным устройством и оболочковой формой 2.

Недостатком известного способа  вл ет с  то, что он не позвол ет обеспечить требуемое качество отливки, так как при этом способе невозможно осуществить с высокой точностью нагрев выше температуры кристаллизации металла отливки и вследствие того, что необходима  дл  этого длительна  выдержка оболочки в зоне нагрева приведет к ее деформации. К тому же на качество отливки отрицательно вли ет неудовлетворительный процесс направленного затвердевани  из-за неэффективного охлаждени , которое проводитс  на всей высоте отливки.

Цель изобретени  - повышение качества деталей и экономичности процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу лить  деталей, включающему нагрев керамической оболочковой формы , заполнение ее металлическим расплавом с последующим контактным охлаждением в легкоплавком расплаве, наход щимс  в 15 полости между нагревательным устройством и оболочковой формой, последнюю размещают в тигле перед заливкой в него легкоплавкого сплава, нагрев ее в последнем ведут -до температуры, превыщающей температуру кристаллизации металла отливки, а после заливки оболочковой формы расплавленным металлом осуществл ют охлаждение путем вытеснени  легкоплавкого сплава таким же по составу сплавом, имеющим температуру ниже температуры кристаллизации металла отливки, подава  его в нижнюю часть тигл . На чертеже изображено устройство дл  реализации способа. Предлагаемый способ позвол ет повысить качество отливаемых деталей за счет улучшени  условий нагрева и охлаждени  оболочковой формы. Использование дл  нагрева оболочки легкоплавкого сплава обеспечивает конвективный нагрев ее без короблени  выше температуры кристаллизации отливки. Охлаждение путем вытеснени  легкоплавкого сплава таким же по составу сплавом позвол ет регулировать с высокой точностью диапазон перепада температуры ЛТ Ткрист.- Тохп. за счет конвективного нагрева и охлаждени  в жидком сплаве с высоким коэффициентом теплопроводности и провести охлаждение по всей высоте отливки , что обеспечивает последовательное направлен1|ое затвердевание и повышает качество готовых деталей. Производительность и экономичность процесса повышаютс  также благодар  сокрашению времени нагрева керамической оболочки и повторному использованию нагретого легкоплавкого сплава (осуществление принципа аккумул ции тепла). Способ реализуетс  на примере работы устройства, которое состоит из нагревательного устройства 1 с тиглем 2, св занным при помоши трубопровода 3 с плавильной печью 4 дл  охлаждающего легкоплавкого сплава. Плавильна  печь 4 расположена в герметичной камере 5 и св зана с трубопроводом 6 дл  подачи воздуха. В тигле 2 закрег1лена керамическа  форма 7, причем в пространстве между этой формой и тиглем размещен легкоплавкий сплав .8, например олово. В тигле плавильной печи 4 размещен тот же самый легкоплавкий сплав 8. Через сливной носок 9 тигель 2 св зан с промежуточной емкостьютермостатом 10. Дл  приготовлени  металла отливки предусмотрена плавильна  печь 11. Способ осуществл ют следующим образом . Прокаленную керамическую оболочковую форму 7 закрепл ют в подвешенном состо нии в тигле 2 нагревательного устройства 1. В плавильной печи 4 расплавл ют легкоплавкий сплав 8 и путем повышени  давлени  в емкости обеспечивают подъем легкоплавкого сплава в трубопровод 3. Затем полость между тиглем 2 и керамической формой 7 заполн ют тем же легкоплавким сплавом 8 и с помощью нагревательного устройства 1 производ т нагрев керамической формы и окружающего ее сплава 8 до требуемой температуры. После чего в керамическую форму из плавильной печи 11 заливают металл отливки. Одновременно в тигле печи 4 довод т температуру сплава 8 до температуры охлаждени . Путем повышени  давлени  воздуха (или инертного газа) в камере 5 с помошью трубопровода 6 обеспечивают движение легкоплавкого сплава из тигл  печи 4 в тигель 2. При этом движущийс  холодный легкоплавкий сплав из тигл  печи 4 постепенно снизу вверх омывает керамическую форму 7 и тем самым ее охлаждает, а гор чий легкоплавкий сплав, наход шийс  в тигле 2, через сливной носок 9 сливаетс  в емкостьтермостат 10. Одновременно с началом перекачки легкоплавкого сплава из печи 4 в тигель 2 производ т отключение полностью или посекционно снизу вверх нагревательного устройства 1. После затвердевани  отливки в керамической форме последнюю извлекают из тигл  2, частично снимают давление в камере 5, в результате чего легкоплавкий сплав через трубопровод 6 перетекает в тигель печи 4. Вместо извлеченной формы устанавливают новую, из емкости-термостата 10 в тигель 2 заливают наход щийс  в ней легкоплавкий сплав и далее процесс повтор етс . Кроме приведенного пневматического устройства дл  подачи холодного легкоплавкого сплава на керамическую форму могут быть использованы также другие устройства , например магнитодинамический насос или устройство в виде керамической трубки, опушенной одним концом к нижнему торцу формы, причем подача холодного легкоплавкого сплава в последнем примере производитс  путем свободной заливки сверху. Предлагаемый способ лить  деталей может осуществл тьс  в атмосфере воздуха, инертного газа или в вакууме. Он опробован при литье пластин с габаритами 5х X75X300 мм из сплава ВАЛ -10 (Ткрист 650°С) в керамическую форму толщиной б мм без прибыльной системы. Нагрев керамической формы производитс  совместно с оловом, помещенным в тигель печи сопротивлени . После достижени  оловом и формой температуры 700°С в керамическую форму сверху заливают сплав ВАЛ-10. Затем в тигель вставл ют шамотную трубку с зазором 30 мм от нижнего торца тигл  и внутренним 0 30 мм и производ т заливку охлаждаюдего олова, нагревого до 250°С, поднима  трубку со скоростью 100 мм/мин. Вытесн емый гор чий металл сливают в поддон . Дл  сравнени  указанные пластины залива1от в аналогичные формы, помещенные в гор чий расплав олова, нагретого до 700°С После заливки сплава ВАЛ-10 форму вынимают из гор чего расплава олова и перенос т в холодный расплав олова, нагретого до 250°С с вертикальным погружением. По результатам металлографического исследовани  установлено, что пластины, отлитые известным способом, имеют рассе нную пористость 5-го балла по шкале ВИАМ и рыхлоты на высоте 150 мм, начина  с середины отливки до заливочной воронки.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления отливок направлен- 10 ным затвердеванием, включающий нагрев оболочковой формы, заполнение ее расплавленным металлом и контактное охлаждение в тигле с легкоплавким сплавом, имеющим температуру ниже температуры кристаллазации металла отливки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок и экономичности процесса, оболочковую форму- размещают в тигле перед заливкой в него легкоплавкого сплава, нагрев ее в последнем ведут до температуры, превышающей температуру кристаллизации металла отливки, а после заливки оболочковой формы расплавленным металлом осуществляют охлаждение путем вытеснения легкоплавкого сплава таким же по составу сплавом, имеющим температуру ниже температуры кристаллизации металла отливки, подавая его в нижнюю часть тигля.