Способ получения витых профилированных изделий из расплава по методу степанова

Способ получения витых профилированных изделий из расплава по методу степанова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИТЫХ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАСПЛАВА ПО МЕТОДУ СТЕПАНОВА, включающий погружение формообразователя в расплав, заполнение профилирующего отверстия в формообразователе, ввод затравки в профилирукхлее отверстие формообразователя до смачивания ее расплавом , вытягивание затравки с образовавшимся на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента , отличающийся тем, что, с целью возможности получения витых профилированных изделий большой длины, формообразователю придают вращение с регулируемой скоростью вокруг технологической оси. 2. Способ по1, отличающийся тем, что скорость враI щения формообразователя составляет 0,16-15 об/мин при скорости вытясл гивания 1-3 м/ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (И) 3(5П В 22 0 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3283399/22-02 (22) 23.04.81 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) А.С, Костыгов, Б.Н. Корчунов, B.Â, Пеллер и Г.Г. Хохлов (71) Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе (53) 621.746.047(088.8) (56) 1. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М., ГИТТЛ, 1953, c . .333.

2. Вопросы кристаллизации и физики твердого тела, Л., Ленинградский педагогический институт им. A.È. Герцена, 1965, т, 265, с. 12-32. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИТЫХ

ПРОФИЛИРОВАННЫХ 113ДЕЛИП ИЗ РАСПЛАВА

ПО МЕТОДУ СТЕПАНОВА, включающий погружение формообразователя в расплав, заполнение профилирующего отверстия в формообразователе, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразователя до смачивания ее расплавом, вытягивание затравки с образовавшимся на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента, отличающийся тем, что, с целью возможности получения витых профилированных изделий большой длины, формообразователю придают вращение с регулируемой скоростью вокруг технологической оси.

2. Способ по 1, о т л и ч а юшийся тем, что скорость вращения формообразователя составляет

0,16-15 об/мин при скорости вытягивания 1-3 м/ч.

107б181

Изобретение относится к непрерывному литью металлов, а именно к одному из особых видов непрерывного литья — вытягиванию из расплава по методу Степанова, и может быть использовано при получении профилированных изделий иэ расплавленных металлов.

Известен способ получения цилиндрических кристаллов по методу

Чохральского (1 .

В этом методе обычно осуществляется вращение затравкодержателя и тигля во взаимнопротивоположных направлениях. Вращение затравкодержателя и тигля обеспечивает: придание симметричной формы выращиваемому кристаллу, которая без вращения неустойчива, перемешивание на границе кристалл-расплав для выравнивания состава, выравнивание температурного поля в расплаве.

Недостатком данного метода является то, что с его помощью получают только кристаллы формы, приближающейся к стержневой, и он не позволяет получать профилированные изделия.

Кроме того, с увеличением длины закручиваемого участка нарушается сооеность и увеличивается биение.

Известно также получение профилированных изделий из расплава мето дом Степанова, включащее погружение формообразователя в расплав, заполнение профилирующего отверстия в формообразователе расплавом, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразователя до смачивания ее расплавом, вытягивание затравки с образовавшимся на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента (2) .

Известный способ позволяет получать трубы гладкие, круглые и некруглые, трубы оребренные снаружи и другие фасонные изделия, но не позволяет получать подобные изделия витыми.

Вращение затравкодержателя для получения витых изделий большой длины (более метра) неприменимо иэ-за неизбежной несоосности между осью вращения затравкодержателя и конца вытягиваемого изделия с одной стороны и осью формообразователя с другой. Несоосность появляется при начальной установке затравкодержателя и формообразователя, но главным образом — в процессе тепловой деформации и смещения, центра масс вытягиваемого иэделия. По мере вытягивания изделия длина вращаемого участка возрастает, что приводит к сильному увеличению несоосности и биению нижнего конца изделия.

Возникающая в результате этого кривизна не позволяет при эакру .ива5

65 нии затравкодержателя с изделием получить последнее с прямой осью и вследствие смещения витого иэделия приводит к его отрыву от столба расплава.

Цель изобретения — возможность получениях витых профилированных изделий большой длины.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения витых профилированных изделий из расплава по методу Степанова, включающему погружение формообраэователя в расплав, заполнение профилирующего отверстия в формообразователе, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразователя до смачивания ее расплавом, вытягивания затравки с образовавшимся на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента, формообразователю придают вращение с регулируемой скоростью вокруг технологи-. ческой оси.

При этом скорость вращения составляет 0,16-15 об/мин при скорости вытягивания 1-3 м/ч.

Вращение формообразователя обеспечивает закручивание сформированного в изделие столба расплава неизменной длины, примыкающего к затвердевшему изделию. Вытягиваемое изделие, длина которого неуклонно возрастает, закручиванию не подвергается. По мере роста длины вытягиваемого иэделия не происходит увеличения несоосности между осью вращения формообразователя и продольной осью иэделия. Поскольку ось остается прямой, то отрыва изделия из-за смещения его конца от столба расплава также не происходит.. Это дает воэмокность получать витые изделия большой длины.

Формирующее устройство, предназначенное для реализации способа, снабжено вращаемым.от электродвигателя приводным валом с передачей, с помощью которых вращение передается обойме с венцом и неподвижно посаженному в нее формообраэователю.

Подвижность соединения формообраэовате ля с приемно-распределительным узлом для подачи хладагента и их соосность при вращении формообраэователя обеспечивается наличием выступа на внутренней цилиндрической поверхности обоймы с венцом, входящего в кольцевой паз на цилиндрической поверхности кронштейна неподвижно соединенного с холодильником. ,Для получения витых изделий с изменяющимся по определенному закону шагом навивки или получения переходов от витых частей иэделия к невитым, изменяется соотношение меж1076181 ду скоростями вытягивания изделия вертикально вверх и закручивания сформированного столба расплава, что достигается изменением во времени по программе скорости вращения формообраэователя с помощью программного устройства.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство для получения витых профилированных изделий содержит формообраэователь 1 с профилирующим отверстием 2, затравкодержатель 3 с затравкой, приемно-распределительный узел 4 для подачи хладагента, обойму 5 с зубчатым венцом, приводной вал 6, передаточную шестерню 7, редуктор 8, электродвигатель 9, кронштейн 10, опорную плиту 11, крепежные стойки 12, программное устройство 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Формообразователь 1 погружается в расплав до уровня верхней поверхности. При этом расплав по каналам в корпусе формообразователя поступает к профилирующему отверстию 2 и заполняет его полностью. Затравка, укрегленная на затравкодержателе 3, вводится в профилирующее отверстие формообразователя и смачивается расплавом, после чего ей дается движение вверх, включается подача хладагента в приемно-распределительный узел 4, а с помощью электродвигателя 9 и программного устройства 13 приводится во вращение приводной вал

6 с передаточной шестерней 7. Сцепленная с шестерней 7 обойма 5 с зубчатым венцом приводит во вращение формообразователь вокруг вертикальной оси устройства. Для уменьшения трения соприкасающихся ри вращении обоймы поверхностей обоймы 5 и крон,штейна 10 в условиях рабочей температуры 400-500ОC последние при сбор 4 ке смазываются графитовой смазкой.

В результате сложения вертикального движения эатравкодержателя 3 вверх и вращения формообразователя

1 вокруг оси УстРойства сформированный столб расплава и вытягиваемое изделие закручиваются по винтовой линии. Изменение направления закручивания может производиться реверсированием электродвигателя.

После получения изделий требуемой длины процесс прерывается прекращением подачи хладагента и выключением электродвигателя, Формообразователь вынимается иэ расплава.

Пример 1. С помощью предлагаемого способа получена витая труба длиной 3 м диаметром 12 мм при толщине стенки 1,5 мм с четырь.— мя короткими витыми ребрами (высотой 2 мм) иэ алюминиевого сплава

ЛМц (турбулиэатор). В формирующем устройстве вращение формообразователя осуществляется малогабаритным электродвигателем мощностью 10 Вт

10 при 1200 об/мин с встроенным редукITopoM (редукция 1/137).3а счет дополнительной редукции редуктором

8 и передаточной шестерней 7 получают скорость вращения обоймы 5

15 и формообразователя 1 0,16 об/мин.

При скорости вытягивания изделий вертикально вверх 33 мм/мин обеспечивается его закручивание в 5 оборотов на 1 м длины.

20 П p H M e p 2. Получение стержня цилиндрической формы с витым ребром. В случае получения стержня диаметром 5 мм с одним ребром толщиной 1,0 мм и высотой 4 мм при скорости вытягивания 16 мм/мин и скорости вращения формообразователя

0,33 об/мин шаг навивки ребра составит 5 см (20 оборотов на 1 м длины).

Пример 3. Получение гладкостенных труб. В случае получения трубы диаметром 40 мм с толщиной стенки 1,2 мм при скорости вытягивания 50 мм/мин и скорости вращения формообразователя 10-15 об/мин обеспечивается достаточно хорошее перемешивание расплава на границе с кристаллом и повышение равномерности структуры и свойств изделия в объеме.

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого спосоО ба обеспечивается соосностью íà границе раздела фаз между вытягиваемым изделием и вращающимся формообразователем, получением в однооперационном процессе витых изделий большой или неограниченой длины на машинах полунепрерывного и непрерывного действия соответственно; возможностью изготовления витых иэделий из хрупких и вязких металлов и сплавов, отсутствием сборочных и соединительных операций (сварка, пайка и пр.), необходимых при изготовлении сборных (не монолитных) витых иэделий; выравниванием температурного поля и перемешиванием расплава на его границе с кристаллом, что позволяет повысить стабильность состава, структуры и свойств изделия в объеме (при получении цилиндрических стержней и труб, оребренных витых изделий).

1076181

А-А

Составитель A. Попов

Редактор Е. Папп Техред Т.Маточка КорректоР A. Знмокосов

Заказ 593/8 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4