Способ литья с кристаллизацией под давлением и устройство для его осуществления

Способ литья с кристаллизацией под давлением и устройство для его осуществления

Реферат

 

Сущность изобретения: после заливки металла в камеру прессования вводится вакуум-провод, представляющий собой разъемные формообразующие вкладыши, скрепленные пружинным кольцом. Через вкладыши производится вакуумирование камеры прессования, а затем плунжером вкладыши вдавливаются в металл, который заполняет полость вкладышей. Извлекаются вкладыши вместе с отливкой. Для герметизации на плунжере закреплена подпружиненная камера, связанная с вакуум-системой. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в технологических процессах и устройствах для штамповки из жидкого металла с применением вакуума.

Известен способ литься с кристаллизацией под давлением, включающий заливку дозированной порции расплавленного металла в камеру прессования, прессование металла и извлечение отливки, при этом подпружиненный стержень перекрывает горизонтальную камеру прессования, изолирует ее от рабочей полости, обеспечивая подключение к вакуумной системе рабочей полости пресс-формы перед прессованием [1] К недостаткам способа следует отнести невозможность полного удаления воздуха и газов из пространства над зеркалом металла, изолированного от рабочей полости подпружиненным стержнем после перекрытия плунжером заливочного окна, что не исключает запрессовывания в рабочую полость вместе с металлом некоторого количества воздуха и газов, снижающих эффект вакуумирования, поскольку при термообработке отливок возможно вспучивание их поверхностей.

Известно также устройство для литья с кристаллизацией под давлением, содержащее вертикальную камеру прессования, прессующий плунжер, подпружиненную герметизированную камеру, установленную с возможностью перемещения относительно плунжера, и выталкиватель [2] К недостаткам устройства следует отнести: невозможность изготавливать отливки с применением вакуума, большой расход сжатого инертного газа на каждую заливку, поскольку весь объем герметизированной камеры заменяется после заливки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей литья и повышение качества отливок.

Сущность изобретения состоит в том, что камеру прессования вакуумируют над зеркалом металла через сменный вакуумпровод, затем запрессовывают вакуумпровод в расплавленный металл при одновременном формировании внутри него отливки, а отливку извлекают вместе с вакуумпроводом. Устройство для литья с кристаллизацией под давлением снабжено сменным вакуумпроводом, связанным одним концом с герметизированной камерой, подключенной к вакуумной системе, а другим концом с пространством над зеркалом металла в камере прессования, причем вакуумпровод выполнен разъемным с формообразующей полостью внутри него, части вакуумпровода скреплены друг с другом пружинным кольцом прямоугольного сечения, при этом на вакуумпроводе выполнена канавка под кольцо, а на торце камеры прессования заходный конус для утапливания кольца в канавку вакуумпровода. Кроме того, на торце прессующего плунжера выполнены вентиляционные каналы.

Приведенные отличительные признаки изобретения обеспечивают реализацию технического результата: вакуумирование камеры прессования, причем сменный вакуумпровод служит не только для вакуумирования камеры прессования, но одновременно для формирования внутри него отливки, при этом сменный вакуумпровод выполняет также функции наконечника прессующего плунжера.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг.4 установка пружинного кольца.

Устройство для литья с кристаллизацией под давлением содержит вертикальную камеру прессования 1, выталкиватель 2, прессующий плунжер 3, сменный вакуумпровод в виде разъемных частей 4 и 5 с формообразующей полостью 6 и пружинным кольцом 7 прямоугольного сечения, скрепляющим и фиксирующим относительно друг друга разъемные части вакуумпровода, подпружиненную герметизированную камеру 8, установленную с возможностью перемещения относительно плунжера и закрепленную при помощи четырех штанг 9 с пружинами 10 на плите 11 траверсы 12. Подпружиненная герметизированная камера 8 при помощи гибкого вакуумпровода 13 и отверстия 14 связана с вакуумной системой, в которой создается разрежение 700-740 мм рт. ст. (на чертежах не показана), и имеет на торце уплотнительный элемент 15, выполненный из эластичного материала, например из вакуумной резины. Формообразующая полость 6 сообщена с атмосферой через вентиляционные каналы 16, выполненные по разъему сменного вакуумпровода.

Для того, чтобы обеспечить вакуумирование камеры прессования 1 после заливки дозированной порции расплавленного металла 17 в матрицу 18 и в процессе прессования, на торце прессующего плунжера 3 выполнены каналы 19, сообщенные с коллектором 20. На фиг.4 показан заходный конус 21 для утапливания пружинного кольца 7 в ответную канавку сменного вакуумпровода.

Устройство для литья с кристаллизацией под давлением работает следующим образом.

После заливки дозированной порции расплавленного металла 17 в камеру прессования 1 вакуумпровод в виде разъемных частей 4 и 5, скрепленных пружинным кольцом 7, устанавливают в камеру прессования 1 выше зеркала расплавленного металла, а устройство включают на прессование. Как только подпружиненная герметизированная камера 8 коснется уплотнительным элементом 15 торца матрицы 18, она автоматически по электрическому сигналу от путевого переключателя (на чертежах не показан) подключается к вакуумной системе (не показана) через гибкий вакуумпровод 13 и отверстие 14, при этом камера прессования 1 сообщается с вакуумной камерой 8 сначала через вентиляционные каналы 16, а в дальнейшем, после того как прессующий плунжер 3 достигнет разъемных частей 4, 5 вакуумпровода, камера прессования 1 сообщается с вакуумной системой через формообразующую полость 6, вентиляционные каналы 16, коллектор 20 и каналы 19. При ходе прессующего плунжера 3 вниз происходит непрерывное вакуумирование рабочей полости 6, причем пружинное кольцо 7 за счет заходного конуса 21 сжимается, оставаясь в теле частей 4, 5 вакуумпровода, металл 17 запрессовывается в формообразующую полость 6, а пружины 10 на штангах 9, закрепленных в плите 11 траверсы 12, сжимаются и создают давление на уплотнительный элемент 15, обеспечивая надежное герметичное уплотнение.

После затвердевания отливки гибкий вакуумпровод 13 отключается от вакуумной системы и сообщается с атмосферой при помощи клапана (не показан).

После того как давление в герметизированной камере 8 сравняется с атмосферным, герметизированная камера вместе с прессующим плунжером 3 отводится в крайнее верхнее положение, а выталкиватель 2 выталкивает отливку вместе с вакуумпроводом из камеры прессования 1 матрицы 18. Разъемные части 4, 5 вакуумпровода после снятия пружинного кольца 7 отделяются от отливку, а в камеру прессования после заливки очередной дозированной порции расплавленного металла 17 устанавливается новый вакуумпровод в виде разъемных частей 4, 5, скрепленных пружинным кольцом 7, и цикл операций повторяется.

Использованный сменный вакуумпровод подвергается визуальному контролю, а при отсутствии повреждений используется повторно. Для повышения стойкости сменных вакуумпроводов целесообразно перед повторным использованием их подвергать термостатированию, обеспечивая постоянство начальной температуры перед запрессовкой в них расплавленного металла.

Использование изобретения позволяет вакуумировать вертикальную камеру прессования, фиксировать части разъемного вакуумпровода относительно друг друга и избежать вертикального смещения частей вакуумпровода, а следовательно, повысить точность литья, упростить вакуумное уплотнение вакуумпровода и повысить его надежность за счет вынесения уплотнения за пределы горячей зоны, а также повысить качество отливок за счет возможности использования термообработки отливок.

Формула изобретения

1. Способ литья с кристаллизацией под давлением, включающий заливку дозированной порции расплавленного металла в вертикальную камеру прессования, пресование металла и извлечение отливки, отличающийся тем, что камеру прессования вакуумируют над зеркалом металла через сменный вакуумпровод, затем запрессовывают вакуумпровод в расплавленный металл при одновременном формировании внутри него отливки, а отливку извлекают вместе с вакуумпроводом.

2. Устройство для литья с кристаллизацией под давлением, содержащее вертикальную камеру прессования, прессующий плунжер, подпружиненную герметизированную камеру, установленную с возможностью перемещения относительно плунжера, и выталкиватель, отличающееся тем, что оно снабжено сменным вакуумпроводом, связанным одним концом с герметизированной камерой, подключенной к вакуумной системе, а другим концом с пространством над зеркалом металла в камере прессования, причем, вакуумпровод выполнен разъемным с формообразующей полостью внутри него, части вакуумпровода скреплены друг с другом пружинным кольцом прямоугольного сечения, при этом на вакуумпроводе выполнена канавка под кольцо, а на торце камеры прессования заходный конус для утапливания кольца в канавку вакуумпровода.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на торце прессующего плунжера выполнены вентиляционные каналы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4