Вакуумно-компрессионная литейная установка

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ!

11! 423570

Союз Советских

Социалистических,Реслу блик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.06.72 (21) 1803815!22-2 (51) М. Кл. В 22d 27/14

В 22d 27/16 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изааретений и аткрьпт!й (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 20.09.74 (53) УДК 621.746.583:

:621.74.043.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Кузнецов, В. К. Гребешков, О. H. Магницкий, В. Д. Рябинкин, В. А. Сироткин и Т. В. Евдокимова (71) Заявитель (54) ВАКУУМНО-КОМПРЕССИОННАЯ Л ИТЕЙНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к области литейного производства, преимущественно из тугоплавких металлов и сплавов, например титановых.

Известны установки для литья под низким давлением, включ31ощие герметизированный 5 тигель, металлопровод и форму, которая заполняется металлом при создании избыточноr0 давления Н3 зсркало жидкого сплава в тигле. Такие установки применяются главным образом для изготовления отливок из стали. 10 чугуна и цветных сплавов, но не могут быть использованы (в силу ряда копстру.ктивных и технологических недостатков) для изготовления отливок из сплавов, обладающих высокой химической активностью в расплавлен- 15 ном состоянии по отношению к газам атмосферы и материалам тигля, например из сплавов на основе титана, тугоплавких металлов и др.

Отливки из указанных сплавов получают 20 в вакуумных дуговых гарниссажных установках, снабженных центробежными машинами.

Плотность отливок и хорошее заполнение форм достигается за счет использования центробежного давления, создаваемого при вра- 25 щении опоки с формами на центробежном столе. Однако применение центробежного давления приводит к резкому увеличению габаритов установки из-за необходимости размещения отливки на некотором удалении от ЗО оси вращения и существенно усложняет технологию изготовления !рорм. Кроме того, для пзготоглснпя крупногабаритных отливок требуется создание мощных центробежных машин, способны.; длительное время работать в условиях дисбаланса. При этом значительно возрастают требования к прочности форм.

1!звес-:па установка для литья под низким лявлеш!См. Содержащая электропечь, тигель с крышк011, форму, литHиковую втулку, металлопровод. При 1юдаче избыточного давления па з:ркя 10 жидкого сплава в тигле Нр0исходпт .-:ЯИ01иснис формы через мета IëîHðîвод. прпчсм величина давления и выдсржка

Времени поддсрживаются автоматически. ОдН".КО Тана Я СТЯНОВКЯ НС ООЕСПСЧИВЯСТ ИЗГО 1 ОВЛСПИЯ О:ГЛИВ! .П ИЗ ТУГОПЛЯВКИХ МСТЯЛЛОВ и сплавов, например титановых, вследствие

ТОГО, ЧТО ВЫНЛЯВКЯ КЯЗЯННЬ1Х СИЛ ЯВОВ ДОЛЖиа производиться в вакууме и с применением

ГÇPHH003»

Кроме того, пзгсстна Вакуумная установка для плавки тугоплавких металлов и сплавов

ll !1Олучсния отливок, которая содержит подBHжпый пlток с ряс Одус .!ы элсктродом. тигель с гарниссажем, центробежный стол с формами и ресивсрпо-клапанное устройство, !

1озволяющсс производить плавку в вакууме, 3 заливку — под избыточным давлением на

423570 уставращающемся центробежном столе с формами.

Недостатки этой установки следующие: газ попадает в полость формы до поступления в нее металла, что приводит к образованию газовых дефектов; до тех пор, пока отливка и тигель нс охладятся до необходимой температуры, вскрывать крышку герметизированного отсека нельзя, так как происходит быстрое окисление гар rkrccarr(a тигля, и он становится непригодным для повторного использования.

Преждевременное сообщение с атмосферой пространства печи может привести также к окислению отливок. Для охлаждения электрода и тигля затрачивается 1 — 2 час. Радикальным средством ускорения охлаждения отливки, тигля и электрода является заполнение печи инертным газом. Практически в печь вводят инертный газ до давления 20 мм рт. ст., что сокращает время охлаждения отливок до

1 — 1,5 час. Таким образом, свойство тугоплавких металлов и сплавов быстро окисляться в атмосферных условиях вынуждает выдерживать плавильный тигель и отливки значительное время в герметизировапной печи с целью их сохранения, что снижает производительность установки. Нарушение режима остывания тигля и отливки приводит к непроизводительным материальным затратам.

Целью изобретения является повышение качества отливок, повторное использование тигля гарниссажной электропечи без проме куточного охлаждения х!ежду циклами и увеличение производительности. Это достигается тем, что установка снабжена шиберными затворами для разобщения и соединения литейных и плавильного отсеков, при этом каждый литейный отсек оборудован механизмом поворота форм, обеспечивающим ввод металлопровода в тигель гарниссажной электропечи и вывод из него. 1хроме того, крышки нижних горловин литейных отсеков оборудованы подъемньв|и механизмами для их перемещения B вертикальном направлении.

С целью улучшения условий труда и удобства обслуживания установка имеет дополнительно в нижней части плавильного отсека механизм перемещения крышки горловины с тигелем в вертикальном направлении.

На фиг. 1 показана предлагаемая вакуумнокомпрессионная литейная установка; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — то же, сечение по А — А на фиг. 1 (крышка литейного отсека с приводом) и сечение по Б — Б.

В акуумно-компрессионная установка включает один плавильный отсек 1 с вакуумной гарниссажной электропечью и плавильным тиглем 2, который установлен на крышке нижней горловины 3. По обе стороны от плавильного отсека размещены литейные отсеки 4, которые сообщаются с плавильным отсеком при помощи шиберных затворов 5. В каждом литейном отсеке смонтирован механизм поворота б форм с приводом, состоящим из элект5

1О

5О

65 рпчсского двига,сля 7:i червя и:ого рсдуктоРа 8. (I OPAI2 9 П2 СДИ СЯ 3 ГСР:; Стl!3!ii ОваПНОМ кожухе 10, В ко .ором оздастс! разрс.кс|н|с посрРдс . Вс. В21 уумнс: с-lc . c Iь . 1, фсрмс псдсоедlпlсн .:p ВО;Iин ппыl! !РталлопрОВОд

11. Форма с гсрмст1!зирсваппоп как;срой заКРЕПЛСН2 112 ПЛ:IТС,.СХГППЗМ2 IIOBOPOT2 ФОРМ.

1хрышка 12 rr,iki(ii:й ГОрлови;IBi . |итсйпсгс o T1ce«а снаожспа бaiioacг11Br, !1 ro IHcakie 13 и сскторсх! 14, ;rs! 10ВсроТ2 к(рь|шк!!. ССH-:op 14 при помощи шсс-,ерни 15 связан с рейкойшто:(ом 16 гидравлического цплиндра 17. Плита 18 механизма НОВороса форм соединена с

ГОР МСТИЗИРОВаин01! фОРМОй IСРРПСЯНЫМИ 00;iтами !9, которые могут псремсщаться I, о радиуспым пазам 20.

Герметиз!1|рсванная камера В исходно" I HO2okI(ekIIlH ф II(cHP xie":сЯ i!el К13ып|кс пи;кнсп ГОРловины при 1:омощ|I (1 .Иксгторов, и форма может повспа-шaaгься В .|ссте с коышкой ни кпей горлов:1!Li:!Нтспногс отсека. С целью

ОО.IОГчсния рабств| привода 02 roHOTHo. 0 уп лотнения крышка люка;|пжпсй горловины лигеш|ого о;сска caязапа с под= èжной -литой гидроцилипдра пс рсдс-.вс; уliорпого подшипH:1(a 2 . Д as. Or.:;e: iieH;rsi k!3B,aecrellrlsl повки фор., игл л, зую.|ся дьа ги; ро илипдра а

22 с па пр ВВлЯ:О!и им|1 i c loaка ми 2б. IiIcë(Ä y н1!л!и c!rorrт!Ipoaг !I Г||дсоцилинд ) z4 для изВлечспия и ) станОВки;., !| Вил Нного тиГля. Все три отсека рас.юло кспы 112 в рхпсй и 10щадкс, под 1(отсрой размсщспы Ва;уумный

Н2сос 25 с cIIcTcмой трубопроводов, три гидроцилиндра, баллон 26 с ппсртпым газом для создания песб;одимого давле:!Ня в установке, аппаратура управления 27, Гидропривод 28, а так>НО компрсс< ионна> и гидравли-|еская системы.

82K)iicciiiHG-КО.ill PСССИО11112Я ЛИТО!!ПВЯ

ПОВКа P 200 SаС СЛСДУ10В ПЫ ОбР2301!.

IIocJI ToI o, Keir(ri!0p,12 9, с>|снтировап!!ая в герметизированпом к .жухс 10, установлена на крышке 12 люка Hil> пей горловины литейного отсека, вклю |ае|СЯ ги |роцплиндр 22 для подъема, и форма занимает исходное по,.ожение. Ск:c!rленис hopiiiLr с H, IHToi1 !re!(alrH3ivra повороты производится .!ри включении гидроцилиндра 17 привода байонстпого уплотнения.

Рей!Са-Iriток 6 -icpe3 !Hec iepriro 15 тыи сектор 14 !!OBooawrr) крышку) при этом крепсжнь:с бол.-ы 19 гсрметиз|rpoBBHHorr камеры скользят;ю liaoà:. Плиты механизма поворота: Обсс.! чивгнот, 2 |с;кпое скрс I;Icнис герметизированпой камеры с механизмом поворота. Вторая форма ус-.апавливается В исходнос lюлсжс|IНР ап2. 10. ичпым Оupaaoixr.

Ш и б ер н ы е 3 с1 и В О 13 ы 5 (т 1(р 1 1 т ы. ci с i 2 H o B 1(2 ти Гля 2 в плави "Ihrlhro cc lliilo 1|роизводится при помощи гидрсц|;ли |дра 24, который Вкл|очается после того, как |игель размещен на крышке нижней Горловины плавильного отсека. Послс Гсp i;e i нзации !Ice(oscer(OB ВклюЧ2ЕТСя Вакуу.lie!ail СИСТЕ1|2. ПО достижении В плавильном отсеке необходимого разрежения производится плав a В гарписсажной печи.

423570

Затем электрод занимает верхнее исходное положение, и сразу включаются электродвигатели механизмов поворота форм, в результате чего мсталлопроводы 11 вводятся в плавильньш тигель, а в отсеках создается необходимое компрессионное давление инертного газа. Поскольку в герметизированных камерах с формами поддерживается разрежение, а на зеркало «кидкого металла В тигле создается давление инертного газа, по металлопроводу поступает жидкий металл и за счет перепада давления происходит заполнение форм. Затем включается механизм поворота форм, и формы с металлопроводами возвращаются в исходно положение. Шиберные затворы 5 разобщают отсеки и позволяют продолжать плавку, в то время как в литейных отсеках давление стравливается до атмосферного. Таким образом, независимо от плавильного отсека включаются приводы байонетного уплотнения крьппек нижних горловин литейных отсеков. Фор лы и металлопроводы вместе с крышками при помощи гидроцилиндров опускаются и,àìåíÿþòñÿ новыми для повторения цикла операций.

После того, как формы с металлопроводами установлены в исходное положение, производится откачка "Ièòñ,"tных отсеков при помощи вакуумного насоса 25. Затем после выравнивания давления во всех отсеках открываются шибсрные затворы и заливка повторяется.

Установка позволяет производить заливку форм в нескольких литейных отсеках одновременно или поочередно, а при необходимости — в одном из них.

Предмет изобретения

1. Вакуумно-компрессионная литейная установка преимущественно для отливки из тугоплавких металлов и сплавов, включающая герметизированную камеру, разделенную на литейный и плавильный отсеки, снабженные крышками горловин и шиберными затворами между отсеками, гарниссажную электропечь

10 с тиглем, расположенную в плавильном отсеке, литейную форму с металлопроводом, размещенную в литейном отсеке, и вакуумную и компрессорную системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отли15 вок, повторного использования тигля гарниссажной электропечи без промежуточного охлаждения между циклами и увеличения производительности, литейный отсек снабжен механизмом поворота литейных форм вокруг го20 ризонтальной оси, а крышка горловины литейного отсека, на которой размещена литейная форма, снабжена подъемным механизмом перемещения литейной формы в вертикальном направлении, причем на крышке плавиль25 ного отсека размещен тигель.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения условий труда и удобства обслуживания, крышка горловины

30 плавильного отсека, на которой расположен тигель, снабжена механизмом перемещения в вертикальном направлении.

3. Установка по пп. 1 и 2, от л ич а ю ща я35 ся тем, что литейная форма помещена в герметичный кожух, подсоединенный к вакуумной системе.

4 -3570

5 п I. 1, ( у )

Т

) 1; ! / ! 7 з /

")

) H т г .Ф

Ъ ,!

- J ! ) !

, !! .. : . Е(.3

t =--) f f

;Т4

1 ! ! ! — - . .!= — --= Х Х

1 (Редактор Н. Корченко

Составитель А. Минаев

Техред Т. Курилко

Корректор В. Брыксина

Заказ 2392/16 Изд. ¹ 1495 Тирани 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2