холодильник для отливок

Формула изобретения

Холодильник для отливок, состоящий из металлического корпуса с ячейками, заполненными материалом с иной, чем у металла корпуса, теплопроводностью, отличающийся тем, что ячейки заполнены алюминием, а корпус выполнен из стали, при этом высота ячеек составляет 0,8-0,85 высоты корпуса, а толщина стенок ячеек равна 0,8-1,0 толщины рабочей стенки корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии получения чугунных отливок изложниц.

Известен холодильник для отливок, выполненный из чугуна и материала с меньшей теплопроводностью по сравнению с чугуном (шамотная крошка), который распределен по объему холодильника (см. а.с. СССР №1340982, кл. В 22 D 15/00, 30.09.87 г.).

Недостатком данного холодильника является невозможность его многократного применения из-за возникновения на нем трещин в связи с высоким термическим напряжением металлической части.

В качестве прототипа принят холодильник для литых деталей, состоящий из металлического корпуса со сквозными ячейками, заполненными материалом (формовочной смесью) с более низкой теплопроводностью по сравнению с корпусом (см. а.с. СССР 808199, кл. В 22 D 15/00, 28.02.81 г.).

Недостатком данного устройства является плохой теплоотвод из-за низкой теплопроводности материала ячеек и малой площади металлической рабочей части, возникновение термических напряжений в нижней части корпуса, что приводит к образованию трещин и быстрому выходу холодильника из строя.

Задачей изобретения является быстрый теплоотвод от отливки, перераспределение и выравнивание температур по объему корпуса, снятие термических напряжений с рабочей поверхности холодильника и, как следствие, исключение трещин и повышение стойкости холодильника.

Поставленная задача решается путем заполнения ячеек алюминием, при этом высота ячеек составляет 0,8-0,85 высоты корпуса, а ребра жесткости равны 0,8-1,0 нижней (рабочей) стенки корпуса.

Заполнение ячеек алюминием позволяет быстро осуществить теплопередачу от отливки к стенкам корпуса за счет высокой теплопроводности алюминия (в 5,88 раз выше стали) и более равномерный прогрев стальной части корпуса, контактирующей с отливкой.

Высота ячейки, равная 0,8-0,85 высоты корпуса, позволяет применять максимальный объем алюминия для теплопередачи.

Высота ячейки менее 0,8 высоты корпуса отрицательно влияет на жесткость корпуса, а высота ячейки более 0,85 высоты корпуса ухудшает теплоотвод от рабочей (нижней) стенки корпуса.

Толщина стенок ячеек, равная 0,8-1,0 толщины нижней стенки корпуса, обеспечивает жесткость конструкции при температурах до 450-600°С.

Толщина стенки ячейки менее 0,8 толщины нижней стенки корпуса уменьшает жесткость конструкции.

Толщина стенки ячейки более 1,0 толщины нижней стенки корпуса уменьшает объем алюминия и тем самым уменьшает скорость теплообмена.

На чертеже изображен холодильник, общий вид.

Холодильник состоит из металлического корпуса 1 с ячейками, заполненными алюминием, 2 и нижней (рабочей) стенкой 3.

Пример конкретного осуществления.

При отливке чугунной изложницы 670×670 габариты холодильника составляли 1400×1400×260 и содержали 16 ячеек. Стальная часть изготавливалась по единой модели, затем ячейки корпуса заполнялись жидким алюминием.

После полной кристаллизации Al рабочая плоскость корпуса холодильника подвергалась механической обработке.

Оптимальное время охлаждения отливки 35-45 мин. За этот период холодильник подвергался действию температуры 450-600°С. При этом Al находился в твердой фазе.

Предлагаемая конструкция позволяет ускорить теплоотвод от отливки и увеличить стойкость холодильника за счет снятия термического напряжения с рабочей стенки корпуса.