Литейная форма пробы для определения заполняемости тонкостенных отливок

 

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для определения заполняемости тонкостенных отливок. Литейная форма состоит из двух полуформ с горизонтальным разъемом, в верхней полуформе выполнен стояк для подвода металла. В нижней платформе имеется полость, которая выполнена ступенчатой. Каждая ступень соединена питателем с литниковым ходом. На верхней ступени полости выполнены расширители в виде углублений в полости, причем расширители расположены на одной оси с питателями. Обеспечивается повышение качества поверхности отливок, снижается брак по недоливам. 2 ил.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для определения заполняемости тонкостенных отливок.

Известна литейная форма, содержащая две полуформы, причем в верхней полуформе выполнена полость - стояк для подвода металла, в нижней полуформе выполнена полость, имеющая геометрию спирали [1].

Недостатками этого устройства являются: невозможность получения реальной картины заполнения тонких протяженных в пространстве отливок.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому объекту является литейная форма пробы для определения заполняемости тонкостенных отливок, состоящая из двух полуформ, в одной из которых выполнена полость пробы и стояк [2].

Недостатком прототипа являются пространство высоты, которая не позволяет получить реальную картину заполнения тонкостенных протяженных в пространстве отливок.

Технической задачей предлагаемой конструкции является определение заполняемости тонких сечений в отливках.

Поставленная задача достигается тем, что в литейной форме, содержащей две полуформы, в одной из которых выполнена полость пробы и стояк, полость пробы выполнена ступенчатой и каждая ступень соединена питателем с литниковым ходом, причем верхняя ступень полости снабжена расширителями.

На фиг. 1 изображена предлагаемая форма в разрезе; на фиг. 2 - нижняя полуформа, вид сверху.

Литейная форма пробы для определения заполняемости тонкостенной отливки содержит две полуформы. В нижней полуформе 1 выполнена полость 2, которая является ступенчатой с общим началом, соотношение глубин ступеней может быть 1: 2: 4. На верхней ступени 3 полости 2 расположены расширители 4 в виде углублений, причем каждая ступень соединена питателями 5 с литниковым ход 6. Соотношение длин ступеней может быть 1:2:3. Расширители 4 расположены на одной оси с питателями 5.

Расширители служат для осаждения твердой фазы и увеличения длины прохождения потока металла в форме.

В верхней полуформе 7 выполнен стояк 8 для осуществления заливки металла в форму. Литейная форма изготавливается из песчано-глинистой смеси.

Качественной характеристикой литейной формы пробы для определения заполняемости тонкостенных отливок является толщина застывшего металла и длина прохождения потока металла в форме.

Отливку формы для определения заполняемости получают следующим образом.

Металл заливают в стояк 8, который через литниковый ход 6 по питателям 5 поступает в полость 2 пробы. Металл движется в полости, и расширители 4 способствуют движению металла до затвердевания, осаждая начальную твердую фазу.

После полного затвердевания всего металла отливка извлекается из формы, отбиваются литники. Пробы охлаждают и производят замер толщины заполнения и площадь заполнения.

Механизм заполнения горизонтальных полостей весьма своеобразен и принципиально отличается от заполнения вертикальных стенок отливок.

На движение потока металла оказывает влияние множество факторов: температура металла, химический состав сплава, перегрев над линией ликвидус, шероховатость поверхности, напор, поверхностное натяжение. Движение потока в полости формы происходит путем слияния "языков". При горизонтальном движении отсутствуют доминирующая сила, воздействие которой способствовало бы упорядочению течения. В отличие от заполнения вертикальных стенок металл здесь находится в состоянии безразличного равновесия по отношению к силе тяжести.

После проведения серии экспериментов и ввиду сложности теоретического анализа была дополнена выведенная эмперическая зависимость длины пути L, пройденного в форме набегающим потоком металла при средней скорости .

Необходимое условие получения качественной отливки без спаев и недоливов определится неравенством: , где _сл.н - номинальное значение критического времени слияния, когда температура набегающего потока равна температуре заливки; x - половина толщины отливки; B - постоянная, зависящая от теплофизических характеристик формы и металла.

t_зал - температура заливки; L_зал - фактическая /опытная/ длина "языка"; t_кр - температура слияния языков; N - количество расширителей на языке.

Согласно данному изобретению при производстве тюбинга достигается повышение качества поверхности и снижение брака по недоливам.

Формула изобретения

Литейная форма пробы для определения заполняемости тонкостенных отливок, содержащая полуформы, в одной из которых выполнена полость пробы и стояк, отличающаяся тем, что полость пробы выполнена ступенчатой, каждая ступень полости соединена питателем с литниковым ходом, а верхняя ступень имеет расширители.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2