способ получения отливок в вакуумируемых формах

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК В ВАКУУМИРУЕМЫХ ФОРМАХ, включающий установку в металлическую форму герметизирующего элемента, засыпку огнеупорного материала в зазор между формой и герметизирующим элементом, вакуумирование полученной облицовки, заливку металла в полость формы, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего элемента используют плунжер, устанавливаемый в рабочую полость формы, а заливку металла в форму осуществляют путем погружения формы в металл и перемещения плунжера вверх.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью слитков вакуумным всасыванием.

Известен способ литья слитков вакуумным всасыванием в кристаллизатор, включающий вакуумирование рабочей полости и ее заполнение металлом [1].

Однако для литья различных конфигураций и размеров слитков требуются соответствующие кристаллизаторы, что вызывает значительные затраты на изготовление оснастки, особенно нерациональные при единичном и мелкосерийном производстве.

Известно применение облицованных сыпучим огнеупорным наполнителем металлических форм (кокилей) [2].

Однако технология облицовки требует применения модельной оснастки, герметизирующего покрытия, разделяется на ряд операций, которые в сумме составляют трудоемкий и малопроизводительный процесс, удорожающий литье. Кроме того, облицовка, полученная вакуумной формовкой, во избежание разрушения должна все время вакуумироваться, что требует энергозатрат и оборудования для вакуумирования.

Целью изобретения является уменьшение затрат на оснастку и трудозатрат.

Указанная цель достигается тем, что заполнение полости выполняют при движении плунжера в рабочей полости кристаллизатора.

По сравнению с прототипом уменьшаются затраты на оснастку, т.к. корпус кристаллизатора можно применять для литья слитков (профилей) различных размеров и конфигураций (в пределах, возможных для вакуумного всасывания). Формообразующую функцию выполняет плунжер, который своим движением вверх разгерметизирует песок рабочей полости и вакуум через песок воздействует на расплав, обеспечивая заполнение формы. Разрежение, подаваемое через песок, должно обеспечить как всасывание металла, так и удержание песчаной облицовки, герметизируемой заполняемым металлом, замещаемым плунжер. При разрежении порядка 50 кПа для чугуна высота слитка может достигать 0,7 м, для алюминия - примерно в 2,5 раза больше.

По сравнению с применением вакуумной формовки способ не требует применения вакуумируемой модельной оснастки, облицованной пленкой, и связанных с этим затрат на оснастку и трудозатрат, т.к. герметизацию песка рабочей полости выполняют поверхностью плунжера.

На чертеже изображена схема кристаллизатора, где поз.1 обозначен жидкий металл, 2 - внутренняя перфорированная стенка кристаллизатора, 3 - вакуумный клапан для подключения кольцевой полости корпуса к вакуум-насосу. Для облицовки используют песок 4. Поз.5 обозначен плунжер, имеющий параллельные вертикальные стенки. Размеры верхнего и нижнего отверстия кристаллизатора приближаются к размеру плунжера, в этом случае нет необходимости герметизировать зазоры между корпусом кристаллизатора и плунжером.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале облицовывают кристаллизатор, вставляя в него плунжер 5 и засыпая песок 4. Песок может уплотняться. Затем подключают разрежение к клапану 3 и, окунув низ кристаллизатора в металл 1, протягивают плунжер 5 вверх. Разрежение через перфорированные стенки 2 подается в песок и на поверхность рабочей полости. По мере движения плунжера 5 его место заполняет металл 1 под воздействием разрежения.

Пунктирной линией показано положение плунжера 5 на момент завершения протяжки. Для затвердевания металла отливки, аналогично прототипу, поддерживают вакуум. После затвердевания и охлаждения отливки ее удаляют вместе с песком 4.

Плунжер 5 изготавливают по конфигурации отливки, Можно использовать профильную отливку в качестве плунжера для литья подобной ей отливки.

При изготовлении большой номенклатуры различных профильных отливок изменяют лишь плунжеры, используя один кристаллизатор.