Способ литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: в разогретую матрицу 2 заливают жидкий металл 14. Каналы охлаждения во вставке 4 стержня образуют воздушную прослойку, через которую тепло с трудом передается внутрь стержня. В результате тонкая обойма 3 стержня быстро прогревается и тем самым практически исключается образование литейной корочки на поверхности стержня до приложения давления. Затем прессуют металл пуансоном 8, который взаимодействуя со стержнем, отодвигает вкладыш 11. В результате открывается доступ охлаждающей жидкости 15 внутрь стержня. Таким образом, охлаждение стержня и отливки осуществляется только в период прессования . 2 с.п.ф-лы, 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 18/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

СР

Ql (21) 4762311/02 (22) 28.11.89 (46) 23,10.92. Бюл, М 39 (71) Нижегородский политехнический институт (72) В,В.Марков, В.В,Святов и Е,Г,Савинова (56) Литье под давлением, Под ред. А.К.Белопухова. M., "Машиностроение", 1975, с.

225, рис. 169, в.

Заявка Японии М 59 — 220267, кл. В 22 0 18/02, опублик. 11.12.84.

Штамповка жидкого металла (Литье с кристаллизацией под давлением) под ред.

А,И,Батышева. M,: "Машиностроение", 1979

r., с,99, рис. 72. (54) СПОСОБ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ОТЛИВОК СО. Ы, 1770065 А1

СКВОЗНЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения: в разогретую матрицу 2 заливают жидкий металл 14. Каналы охлаждения во вставке 4 стержня образуют воздушную прослойку, через которую тепло с трудом передается внутрь стержня. В результате тонкая обойма 3 стержня быстро прогревается и -eM самым практически исключается образование литейной корочки на поверхности стержня до приложения давления. Затем прессуют металл пуансоном 8, который взаимодействуя со стержнем, отодвигает вкладыш 11. В результате открывается доступ охлаждающей жидкости 15 внутрь стержня.

Таким образом, охлаждение стержня и отливки осуществляется только в период прессования. 2 с.п.ф-лы, 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

17700б5

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, а именно, к специальным способам литья, в частности, к литью с кристаллизацией под давлением.

Известен способ и охлаждающее устройство в пресс-формах (1), Данный способ заключается в том, что теплоотвод осуществляется не п реры в но ци ркул ирую щей охлаждающей жидкостью. Конструктивно это достигается с помощью перегородки, разделяющей охлаждающий канал, а также систему трубок, ввернутых в стержень. B случае невозможности сверления отверстий для охлаждения каналы выфрезировываются, прокладывают в них медные трубки и заливают оловянно-свинцовым сплавом.

Наиболее существенным недостатком известного способа и устройства для его осуществления, с точки зрения охлаждения стержня при литье с кристаллизацией под давлением, является то, что непрерывно циркулирующая охлаждающая жидкость, способная переохладить пресс-форму до заливки металла, а также уже залитую дозу металла до приложения усилия прессования, что может вызвать брак отливки.

В качестве прототипа способа литья кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями принят способ (2), Способ включает подачу охлаждаю цей жидкости внутрь стержня, формирующего отверстие, заливку металла в полость матрицы и прессование металла.

Однако этот способ также не исключает боака отливок по газовой и усадочной пористости и наличию спаев на поверхности отверстия, -,ê. стержень автоматически поддерживается при определенной температуре на протяжении всего времени работы пресс-формы, и данная температура такова, что при заливке порции жидкого металла, неизбежно вокруг стержня образуется литейная корочка. Поддерживать стержень при более высокой температуре нельзя, т, к. это сведет к нулю преимущества принудительного охлаждения, Кроме того, при контакте стержня с жидким металлом интенсивность охлаждения возрастает и, следовательно, скорость роста литейной корочки также увеличивается. В дальнейшем образовавшаяся литейная корочка резко снижает эффективность прессования, вследствие чего в отливке образуются вышеуказанные дефекты, В качестве прототипа устройства для осуществления способа принят (3).

Устройство для литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями содержит матрицу с установ5

55 ленным в ней стержнем и пуансон с заходной частью под стержень, Однако этот устройство также не исключает образование газовой и усадочной пористости и спаев на поверхности отливок при применении в данной пресс-форме известных конструкций охлаждаемых стержней.

Целью изобретения является повышение качества отливок за счет исключения е газовой и усадочной пористости и спаев на поверхности отливки.

Эта цель достигается тем, что в способе литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями, включающем подачу охлаждающей жидкости внутрь стержня, формирующего отверстие, заливку металла в полость матрицы и прессование металла, подачу охлаждающей жидкости осуществляют только в период прессования металла; поставленная цель достигается также тем, что устройство для литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями, содержащее матрицу с установленным в ней стержнем и пуансон с заходной частью под стержень, снабжено подпружиненным вкладышем с внутренней полостью и впускным отверстием, размещенным в заходной части пуансона с возможностью взаимодействия старцем стержня, при этом в пуансоне выполнен ка-нал для подачи охлаждающей жидкости в полость вкладыша, а в стержне выполнены сквозные каналы охлаждения; поставленная цель достигается и тем, что стержень выполнен в виде оболочки и внутренней вставки, причем каналы охлаждения выполнены на наружной поверхности вставки.

На фиг. 1 — 3 показаны схемы реализации способа: фиг. 1 — общий вид; фиг. 2 — операция прессования; фиг. 3 — операция выталкивания отливки.

На монтажной плите 1 установлена матрица 2, в которой находится металлический стержень, выполненный в виде обоймы 3, одновременно являющейся дном матрицы со вставкой 4, на наружной поверхности которой профрезерованы вертикальные каналы. Через дно матрицы проходят стойки 5 толкателя, связанные с нижним цилиндром гидропресса, Под пазами стержня закреплена сливная воронка 6. Над матрицей, соосно с ней, на переходнике 7 установлен пуансон 8 с крышкой 9, жестко закрепленной на пуансоне 8. В пуансоне 8 выполнен канал 10 подачи охлаждающей жидкости.

Внутри пуансона 8 расположен вкладыш 11 с полостью и впускным отверстием 12 и пружина 13. Охлаждение порции жидкого металла 14 интенсифицируется охлаждающей

1770065

40 отливки 16 из полости матрицы 2.

Предлагаемый способ литья с кристаллизацией под давлением реализован следующим образом. Литьем с кристаллизацией под давлением получали отливку "кольцо" с 45 внешним диаметром 128 мм, внутренним диаметром 60 мм и высотой 50 мм. В разогретый до 175 — 200 С металлоприемник заливали сплав Алг с температурой 700 С и

55 жидкостью 15 до получения полностью закристаллизовавшейся отливки 16.

Способ осуществляют следующим образом. В предварительно разогретую матрицу 2 заливают жидкий металл 14. Тонкая обойма 3 стержня быстро прогревается, т.к. наличие каналов охлаждения во вставке 4, площадь поверхности которых превосходит поверхность контакта обоймы со вкладышем, обеспечивает воздушную прослойку между ними, через которую тепло с трудом передается внутрь стержня, что практически исключает образование литейной корочки на поверхности стержня до приложения давления. Затем включают верхний цилиндр гидропресса на движение ползуна "вниз . Пуансон 8, опускаясь, заходит в полость матрицы 2 и, воздействуя на зеркало жидкого металла, производит формообразование отливки. При этом обойма 3 стержня взаимодействует с вкладышем 11, вследствие чего открывается доступ охлаждающей жидкости 15 внутрь стержня, которая свободно сливается по каналам охлаждения и через сливную воронку 6 отводится от пресс-формы, производя теплоотвод.

Производится выдержка металла под давлением до полной кристаллизации отливки.

После этого включается верхний цилиндр гидропресса на движение "вверх", Вкладыш 11 под действием пружины 13 возвращается в нижнее положение и доступ охлаждающей жидкости прекращается. При этом оболочка стержня быстро прогревается от отливки и готова к следующему циклу, Затем включается нижний цилиндр гидропресса на движение "вверх" и стойками 5 выталкивателя происходит выталкивание осуществляли прессование с приложением давления 32 МПа. B момент касания верхним пуансоном зеркала металла открывался доступ охлаждающей жидкости внутрь стержня. В качестве охлаждающей жидкости использовалась техническая вода с комнатой температурой. Производили выдержку металла под давлением в течение 10 с. После этого поднимали пуансон, подача охлаждающей жидкости автоматически прекраща5

15 лась, и отливку выталкивали из полости матрицы. B полученных отливках не наблюдались дефекты, связанные с заливкой металла в холодную форму, такие как газовая и усадочная пористость и спаи на поверхности. Наряду с этим температура пресс-формы в процессе работы не превышала 300 С.

Таким образом, предлагаемый способ литья с кристаллизацией под давлением и устройство для его осуществления позволяют, при производстве отливок со сквозными отверстиями, рационально использовать преимущества принудительного жидкостного охлаждения стержня, и прежде всего увеличение производительности процесса за счет сокращения времени выдержки металла под давлением, и при этом повысить качество отливок за счет исключения таких дефектов как газовая и усадочная пористость и спаи на поверхности, наблюдаемые в литье с кристаллизацией под давлением при заливке металла в переохлажденную форму.

Формула изобретения

1. Способ литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями, включающий подачу охлаждающей жидкости внутрь стержня, формирующего отверстие, заливку металла в полость матрицы и прессование металла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет исключения газовой и усадочной пористости и спаев на поверхности отливки, подачу охлаждающей жидкости осуществляют только в период прессования металла, 2. Устройство для литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями, содержащее матрицу с установленным в ней стержнем и пуансон с заходной частью под стержень, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества отливок за счет исключения газовой и усадочной пористости и спаев на поверхности отливки, оно снабжено подпружиненным вкладышем с внутренней полостью и впускным отверстием, размещенным в заходной части пуансона с возможностью взаимодействия с торцом стержня, при этом в пуансоне выполнен канал для подачи охлаждающей жидкости в полость вкладыша, а в стержне выполнены сквозные каналы охлаждения.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что стержень выполнен в виде обоймы и внутренней вставки, причем каналы охлаждения выполнены на наружной поверхности BGTBвки.

Л г Л, Составитель B.ÑBÿòoâ

Редактор A.Полионова Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Заказ 3698 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101