способ получения полого слитка

Формула изобретения

Способ получения полого слитка, включающий заливку и кристаллизацию металла в зазоре между размещенной на поддоне изложницей и установленным в ней соосно с полым корпусом стержнем с холодильником, отличающийся тем, что полый корпус стержня устанавливают на подушку из высокоогнеупорного сыпучего материала, подготовленную в поддоне, по истечении 0,2 0,3 времени полного затвердевания полого слитка холодильник поднимают на высоту, при которой нижний торец холодильника располагают выше лада поддона, и опускают, после чего осаживают полый корпус стержня путем установки груза на его верхний торец.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ получения полых слитков, включающий заливку металла в изложницу с пустотелой оправкой, в которой размещен теплопроводящий стержень, изготовленный с четырьмя долевыми секторами и двумя распорными конусами [1]

Полые слитки, изготовленные этим способом, имеют искаженную геометрию отверстия из-за выпучивания внутрь оправки от нагрева и действия металлостатического давления жидкого металла. Пустотелая оправка из слитка не может быть извлечена и затруднено извлечение теплопроводящего стержня в силу необратимой деформации его составляющих частей.

Известен способ изготовления кольцевых стальных слитков, включающий заливку металла в изложницу с установленной в ней пустотелой оправкой с днищем, в которой размещают теплоотводящий стержень с образованием кольцевого зазора, который заполняется охлаждающей водой, газом или веществом, поглощающим излучаемое тепло [2]

Полые слитки, изготовленные этим способом, также имеют искаженную геометрию отверстия, неизвлекаемую пустотелую оправку, а в большинстве случаев и теплоотводящий стержень из-за потери пустотелой оправкой механической прочности и по мере заполнения формы металлом выпучивания внутрь под действием металлостатического давления и зажимая при этом теплоотводящего стержня.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения полых слитков, включающий заливку и кристаллизацию металла в зазоре между изложницей и установленной в ней соосно металлической трубой с холодильником [3]

Полые слитки, изготовленные этим способом, поражены усадочными трещинами на внутренней поверхности, что связано с применением толстостенной трубы, имеют искаженную геометрию отверстия из-за деформации трубы, которая из слитка не извлекается.

Цель изобретения получение полого слитка без усадочных трещин, с заданной геометрией отверстия, с подрывом (осаждением) стержня в процессе кристаллизации, позволяющим извлекать стержень из полого слитка.

Цель достигается тем, что в способе получения полых слитков, включающем заливку и кристаллизацию металла в зазоре между изложницей и установленным в ней соосно полым корпусом стержня с холодильником, полый корпус стержня устанавливают на подушку из высокоогнеупорного сыпучего материала, подготовленную в поддоне формы и по истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка поднимают холодильник на высоту, при которой его нижний торец находится выше лада поддона и опускают после чего осаживают полый корпус стержня, путем установки груза на его верхний торец. Подушка из высокоогнеупорного сыпучего материала под основанием полого корпуса является его временной опорой и формируется с возможностью уменьшаться по высоте осаживаясь, растекаясь благодаря сыпучим свойствам ее материала, оставляя при этом полый корпус стержня зависшим в кристаллизующемся слитке. Удаление опоры из-под основания полого корпуса стержня производят по истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка, за которое на внешней поверхности полого корпуса стержня образуется достаточная по толщине корка затвердевшего металла, способная противостоять металлостатическому давлению жидкого металла. При времени менее 0,2 от полного времени затвердевания слитка такая толщина корки не успевает образоваться, и следовательно, возможна ее деформация при отсутствии подложки поверхности полого корпуса стержня. Увеличение времени более 0,3 от времени полного затвердевания слитка не целесообразно, так как при этом увеличивается усилие осаживания полого корпуса стержня.

Холодильник стержня перед опусканием выдерживают в верхнем положении в течение 20-30 с, что делается для гарантии утечки сыпучего высокоогнеупорного материала из-под основания полого корпуса. Внешнюю поверхность полого корпуса стержня выполняют конусной с возможностью формирования зазора между боковой поверхностью полого корпуса стержня и внутренней поверхностью полого слитка при осаживании полого корпуса стержня, что исключает заклинивание полого корпуса стержня затвердевающим вокруг него металлом в результате усадочных деформаций, протекающих в нем до момента извлечения полого слитка из формы и позволяет извлекать полый корпус стержня из полого слитка, получая при этом полый слиток с заданной геометрией отверстия и без усадочных трещин.

Анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что 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. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными заявленного изобретения, показывает, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, оно соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена форма в сборе; на фиг. 2 то же, перед операцией извлечения из формы полого слитка.

Литейная форма содержит поддон 1, изложницу 2, прибыльную надставку 3, полый корпус 4 стержня с холодильником 5. В поддоне 1 соосно выполнена полость 6, в которую соосно устанавливается холодильник 5, а оставшуюся кольцевую часть 7 полости 6 заполняют до лада поддона сыпучим высокоогнеупорным материалом. Подготовленная таким образом подушка из высокоогнеупорного материала является для полого корпуса стержня основанием, на которое он устанавливается. Сыпучий высокоогнеупорный материал под торцем полого корпуса стержня фиксируется боковой поверхностью холодильника 5, входящей в полость 6 поддона 1 с возможностью ее удаления.

Способ осуществляется следующим образом.

В зазор между изложницей 2 и установленным в ней соосно на подушке из высокоогнеупорного сыпучего материала полым корпусом 4 заливают металл. По истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка поднимают холодильник 5 на высоту, при которой нижний торец холодильника 5 находится выше лада поддона 1 и выдерживают в этом положении 20-30 с. У сыпучего всокоогнеупорного материала подушки исчезает внутренняя боковая опора боковая поверхность основания холодильника 5 и он перемещается из-под торца основания полого корпуса в освободившееся после подъема холодильника 5 пространство. Полый корпус 4 стержня остается зависшим в затвердевающем слитке. Холодильник 5 опускают и он устанавливается на переместившийся под его основанием высокоогнеупорный сыпучий материал, после чего на верхний торец полого корпуса 4 устанавливают груз, под действием которого он осаживается. После осаживания полого корпуса 4 груз 8 снимают, создавая условия для замены холодильника 5. Зазор, образующийся между поверхностью полого корпуса и внутренней поверхностью полого слитка при осаживании полого корпуса 4, позволяет при извлечении слитка из изложницы удалять из него полый корпус 4 стержня.