Способ управления литейными процессами,преимущественно,в газопроницаемой форме и устройство для осуществления способа

Способ управления литейными процессами,преимущественно,в газопроницаемой форме и устройство для осуществления способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и) 531656

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

РеспубЛИК (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.75 (21) 2130865/02 с присоединением заявки Ке государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень М 38 по делам изобретений (51) М. Кл. В 22D 47/02 (54) УДК 621.746.27 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 25.10.76 (72) Авторы изобретения

М, И. Харьков, Ю. С. Орлов, В. Я. Мурзич и М. А. Иоффе (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ГАЗОПРОНИЦАЕМОЙ ФОРМЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии управления литейными процессами в газопроницаемой форме.

В литейной форме в период разливки и застывания металла протекают физико-химические процессы, определяющие качество отливок и физико-механические свойства их материала.

Бурное выделение газов из материала формы препятствует заполнению ее расплавом и является причиной образования газовых раковин в отливках и пригара на их поверхностях.

Для улучшения качества отливок проблема изготовления их без пригара и с высокими физико-механическими свойствами материала является одной из самых актуальных.

Борьбу с пригаром можно вести как в направлении ослабления, так и в направлении усиления окислительных процессов, происходящих на границе отливки с ее формой. Требуемый эффект при этом достигается путем введения в материал формы восстановителей или окислителей.

В период заливки и кристаллизации металл, реагируя с атмосферой, окисляется, образуя поверхностный слой окислов, ухудшающих свойства материала отливок. Исследования показывают, что для предотвращения окисления поверхности металла могут быть использованы газы — восстановители: водород или окись углерода, которые значительно уменьшают вредное влияние на поверхностный слой отливки водяных паров и углекислого газа.

Физико-механические свойства отливки и размеры усадочных раковин зависят от скорости кристаллизации металла в форме.

Известны способ и устройство для управления литейными процессами (1). Способ заключается в отсосе газов в период заливки и затвердевания отливки. Известное устройство включает замкнутую коробку с перфорированной стенкой, прилегающей к форме. Коробка соединена патрубком с пневмосистемой отсо15 са или нагнетания агента.

При помощи известного устройства может осуществляться, например, отсос газов в период заливки и затвердевания отливки или принудительное охлаждение отливки и снижение прочности формы перед выбивкой путем продувки формы увлажненным агентом, например воздухом (или воздухом и водой) под давлением, Однако известные способ и устройство недостаточно полно уменьшают отвод газов, интенсивность окисления на поверхностях отливок и количество раковин в них, что препятствует получению изделий достаточно высокого качества, ЗО Целью изобретения является повышение ка531656

3 чества отливок и улучшение процесса восстановления и отвода газов от поверхности заливаемого материала или отливки. Это достигается тем, что в процессе изготовления литейной формы в нее вводят предварительно заключенные в ампулы агенты при давлении от

10-" до 104 мм рт. ст. При этом в качестве агента можно использовать неорганическое вещество, например аргон, органическое вещество, например метан, или смесь из органического и неорганического веществ, например метана и аргона, которые взяты в требуемом соотношении, например 1:1.

Предлагаемое устройство для осуществления описываемого способа отличается тем, что емкость устройства изготовлена в виде ампулы, причем ампула выполнена из материала, температура плавления которого выбрана в интервале 60 — 400 С, На чертеже показано предлагаемое устройство для осуществления способа управления литейными процессами.

Устройство включает размещенный в литейной форме 1 корпус 2 ампулы; стенка последнего выполнена из материала, температура плавления которого выбрана в интервале

60 †4 С. Корпус ампулы заполнен агентами при давлении от 10 — 7 до 104 мм рт. ст.

Необходимое количество ампул размещают в материале формы 1 на расстоянии от границы 3 с отливкой, достаточном для теплового разрушения стенки корпуса 2 в заданное время под действием тепла заливаемого материала. Позицией 4 обозначена зона теплового разрушения ампулы.

Количество ампул, заполненных требуемыми по условиям заливки агентами, и места их размещения в материале литейной формы выбирают в зависимости от материала, размеров и конфигурации отливки. В качестве материала стенок корпуса ампулы могут быть использованы полимерные пленки, сплавы металлов, например легкоплавкие, а также комбинации полимерных материалов с металлами.

Устройство работает следующим образом.

При заливке металла его тепло передается через материал формы 1 стенке корпуса 2 ампулы. При тепловом воздействии стенка корпуса ампулы нагревается до температуры плавления, при которой происходит ее тепловое разрушение; заключенный в ампуле агент получает доступ к форме и вступает в требуемое взаимодействие с атмосферой формы и поверхностью заливаемого материала или отливки.

При этом за счет разности давления в форме и ампуле осуществляется отсос газов в период заливки и затвердевания отливки. Аналогичное действие может быть произведено и тогда, когда в качестве агента в ампуле использованы геттеры (вещества, служащие для поглощения газов и создания вакуума), например барий, кальций.

Когда в форму вводят предложенным способом восстановители, например окись углерода, водород, то они восстанавливают металл

25 зо

4 из окислов и нейтрализуют нежелательные влияния углекислого газа и паров воды на поверхностный слой отливки. Когда в форму вводят окислители, например кислород, происходит создание либо восстановительной атмосферы при избытках углеродсодержащих веществ в форме, либо окислительной атмосферы при их отсутствии или недостатке. Когда в форму вводят инертные газы, например аргон, это обеспечивает замедление происходящих в форме реакций.

В случае применения ампул, заполненных каким-либо горючим газом, например метаном, происходит необходимый подогрев формы, который позволяет регулировать скорость кристаллизации. Применяя ампулы, заполненные увлажненным воздухом, водой или гелием, осуществляют принудительное охлаждение отливки и уменьшают прочность формы перед ее выбивкой.

Предлагаемое изобретение, при помощи которого осуществляют местный отсос газов в период заливки и затвердевания отливки, обеспечивает значительное уменьшение количества газовых раковин в отливке, повышение качества материала отливок, получение ажурных тонкостенных деталей сложной формы.

Введение в литейную форму окислителей, восстановителей или инертных газов предотвращает взаимодействие расплава с газовой средой и формой. Введение в форму двух газов, например горючего (метана) и кислорода, позволяет производить подогрев формы в нужных местах. Введение в литейную форму веществ, изменяющих ее теплоаккумулирующую способность, например гелия, дает возможность регулировать скорость кристаллизации отливок.

Таким образом, реализация предлагаемого способа управления литейными процессами путем регулирования газовой среды преимущественно в литейной форме, а также устройство для осуществления указанного способа обеспечивают как ослабление окислительных процессов и повышение качества отливок, так и улучшение процесса восстановления и отвода газов от поверхности заливаемого материала.

Направленная интенсификация и регулирование литейных процессов позволяют, кроме того, достигать положительного эффекта, заключающегося в снижении брака по причине наличия газовых раковин в отливках, регулировать температурный режим в процессе охлаждения отливок, снизить трудоемкость процесса, а также улучшить условия труда, в том числе санитарно-гигиенические.

Ф oip мул а из обр етен ия

1. Способ управления литейными процессами преимущественно в газопроницаемой форме путем регулирования газовой среды, отлич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества отливок, в процессе изготовления газопроницаемой литейной формы в нее вводят

531656

Л.

Составитель Г. Кибовский

Текред В. Рыбакова

Редактор Н. Корченко

Корректор Е. Хмелева

Заказ 2256/14 Изд. № 1638 Тираж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 предварительно заключенные в ампулы агенты при давлении от 10-т до 10 мм рт. ст.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве агента используют неорганическое гещество, например аргон.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что и качестве агента используют органическое ве1цество, например метан.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве агента используют смесь, состоящую из органического и неорганического веществ, например метана и аргона.

5. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее емкость, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью улучшения процесса восстановления и отвода газов от поверхности заливаемого материала или отливки, емкость изготовлена в виде ампулы, причем ампула выполнена из материала, температура плавления которого выбрана в интервале 60 — 400 С.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Лвторское свидетельство ¹ 337197, М.

1 л. В 22D 47/02, 1969 г.