стержень для получения полого слитка

Формула изобретения

Стержень для получения полого слитка, содержащий полый корпус, основание, центральный элемент-холодильник и огнеупорное покрытие, отличающийся тем, что он снабжен продольными деформируемыми элементами, установленными на рабочей поверхности корпуса и имеющими в поперечном сечении форму дуги, концы которой расположены в продольных пазах, имеющих в поперечном сечении форму ласточкина хвоста.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению полых слитков.

Применение известного стержня для получения полых слитков приводит к образованию в них усадочных трещин и искажению геометрии отверстия из-за выпучивания внутрь обечайки от нагрева и действия металлостатического давления жидкого металла. Обечайка и сердечник (при заклинивании его обечайкой) из слитка не могут быть извлечены. Использование пустотелой обечайки с увеличенной толщиной стенки для обеспечения прочности по отношению к металлостатическому давлению приводит к поражению полого слитка усадочными трещинами из-за затрудненной усадки корочки затвердевающего вокруг стержня металла и из слитка обечайка не извлекается.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стержень для получения полого слитка, содержащий полый корпус, выполненный на рабочей поверхности многогранным с гранями, вогнутыми внутрь, основание и центральный элемент-холодильник. Отношение периметра рабочей поверхности полого корпуса в поперечном сечении к длине окружности, описанной вокруг его граней равно 1,02-1,03, а стрела прогиба грани равна 1-3 мм при отношении ширины грани к стреле прогиба, равном 8-10.

Применение известного стержня для получения полых слитков без усадочных трещин требует точного выполнения сложной рабочей поверхности стержня, что трудно выполнимо при нанесении на его поверхность защитного огнеупорного покрытия и может быть уменьшена стрела прогиба, что приведет к появлению усадочных трещин. Гарантированное увеличение стрелы прогиба против требуемой величины приводит к искажению геометрии отверстия в полом слитке получение многоугольника с вогнутыми гранями.

Цель изобретения получение полых слитков литьем без усадочных трещин на внутренней поверхности.

Техническим результатом изобретения является возможность использования цельных толстостенных металлических стержней для формирования отверстия в полом слитке правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин.

Технический результат достигается тем, что стержень для получения полого слитка, содержащий полый корпус, основание, центральный элемент-холодильник и огнеупорное покрытие, снабжен продольными деформируемыми элементами, установленными на рабочей поверхности корпуса стержня и имеющими в поперечном сечении форму дуги, концы которой расположены в продольных пазах, имеющих в поперечном сечении форму ласточкиного хвоста.

Деформируемые элементы, расположенные на рабочей поверхности стержня и выступающие в полость формы, увеличивают периметр затвердевающего вокруг стержня слоя металла в поперечном сечении по сравнению с периметром окружности полого корпуса стержня.Это увеличение периметра компенсирует величину усадочных деформаций в затвердевшем вокруг стержня слое металла за счет смятия деформируемых элементов в продольный паз заподлицо с рабочей поверхностью стержня. Усадочные деформации в затвердевшем вокруг стержня слое металла направлены не на уменьшение диаметра стержня, а на выравнивание периметра затвердевшего вокруг стержня слоя металла до формы правильной окружности при неизменном диаметре стержня за счет смятия деформируемых элементов. Это позволяет применять цельный толстостенный полый корпус стержня для получения полых слитков с отверстием правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 изображен стержень в исходном положении, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, после окончания кристаллизации; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1.

Стержень состоит из полого корпуса 1, основания 2, центрального элемента-холодильника 3, деформируемых элементов 4, имеющих в поперечном сечении форму дуги, концы которой расположены в продольных пазах 5, имеющих в поперечном сечении форму ласточкиного хвоста, а рабочая часть дуги выходит за пределы внешней рабочей поверхности стержня. Деформируемые элементы 4 имеют возможность переместиться в продольный паз 5, заняв положение заподлицо с рабочей поверхностью стержня (фиг.2). Рабочая поверхность стержня имеет защитное огнеупорное покрытие 6.

Стержень работает следующим образом.

При затвердевании слитка в затвердевшем на поверхности стержня слое металла начинают действовать усадочные деформации. Свободному протеканию их в радиальном направлении к оси стержня препятствует жесткая конструкция полого корпуса 1 стержня. Усадочные перемещения в затвердевшем вокруг стержня слое металле уменьшение периметра слоя металла, затвердевшего вокруг рабочей поверхности стержня с выступающими частями деформируемых элементов протекают за счет уменьшения его размеров путем смятия деформируемых элементов 4 и их укладки в продольные пазы 5 заподлицо с рабочей поверхностью полого корпуса 1 стержня. По мере усадки металла и смятия деформируемых элементов затвердевающая вокруг стержня поверхность металла приобретает, выравниваясь, форму окружности по внешней рабочей поверхности стержня без образования трещин. После затвердевания слитка производят извлечение стержня путем подрыва изложницы со слитком.

Применение данного стержня для получения полого слитка позволяет получать в нем отверстие правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин.