Патент на изобретение №2388569
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области литейного производства. Форма содержит прибыль, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы. Экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены по контуру прибыли. Общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении:
Изобретение относится к литейному производству, в частности к конфигурации литейных форм, содержащих полости прибыли с экзотермическим обогревом, применяемых в производстве стальных отливок. Из уровня техники известны различные по составу, конфигурации и исполнению прибыли с экзотермическим обогревом. Известна прибыль, содержащая экзотермические элементы (патент RU Однако такие прибыли имеют существенные недостатки: – сложность изготовления элементов из экзотермических и экзотеплоизоляционных смесей, а также литейной формы в целом; – невозможность обеспечения производства точной расчетной модельной оснастки для изготовления обогреваемой прибыли при большом разнообразии отливок по массе, габаритам и конфигурации; – высокие затраты на реализацию в связи с большим количеством индивидуальной для каждой отливки оснастки; – практически невозможно обеспечить высокое качество отливок (плотность), когда максимальный объем металла прибыли равен объему питаемой части отливки, умноженной на коэффициент объемной усадки, и гарантированному запасу, который возникает за счет расходования металла из стояка. Известна прибыль с газопроводящим стержнем, заполненным экзотермической смесью (патент RU Однако такие прибыли имеют существенные недостатки: – низкую эффективность и связанный с этим большой расход экзотермической смеси; – большое разнообразие типоразмеров оболочек, так как для каждой конкретной отливки требуется своя определенная оболочка; – для изготовления таких оболочек требуется разнообразная технологическая оснастка, что снижает технологические возможности такого процесса; – при большой номенклатуре отливок усложняется не только изготовление экзотермических элементов и оснастки для них, но и хранение; – в результате перечисленных недостатков снижается экономическая эффективность литейного производства. В качестве прототипа выбрана литейная форма, содержащая прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы (патент RU – сложность изготовления и размещения экзотермических элементов при всех указанных способах исполнения; – снижение теплового эффекта вследствие неполного сгорания вынесенных в отдельные верхние камеры экзотермических элементов; – для каждой отливки требуется своя экзотермическая смесь и типоразмер экзотермического элемента; – все формы экзотермических элементов и их размещение в полостях прибылей носят скорее теоретическое предназначение, чем практическое исполнение. В основу изобретения положена техническая задача расширения технологических возможностей применения экзотермических элементов и стабильного повышения качества стальных отливок с одновременным снижением расхода жидкого металла и повышения технологического выхода годного (ТВГ). Поставленная техническая задача достигается тем, что в литейной форме, содержащей прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме с металлическим расплавом, выпоры и экзотермические элементы, согласно изобретению экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены горизонтально по условному контуру прибыли. Другой особенностью изобретения является то, что общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении:
где Мм – масса металла в прибыли, кг. Кроме того, полости экзотермических элементов совпадают с выпорами в литейной форме. Технический результат предлагаемого изобретения выражается в обеспечении следующих преимуществ: – простота изготовления и размещения экзотермических элементов в полости прибыли, что расширяет технологические возможности обогрева прибылей; – расширение возможности использования экзоэлементов одного и того же типоразмера для десятка отливок с различной массой и конфигурацией, что повышает степень унификации; – значительное снижение количества оснастки для изготовления экзоэлементов; – снижение производственных площадей для изготовления и накопления экзоэлементов, а также хранения оснастки для их изготовления; – повышение эффективности экзоэлементов за счет увеличенной площади поверхности контакта их с металлом и уменьшенной теплоотдачи в литейную форму; – стабильность процесса сгорания экзоэлементов с выделением тепловой энергии и выхода годного в пределах 75-85%. При уменьшении массы экзоэлемента ниже нижнего предела – 0,0625Мм, где Мм – масса металла в прибыли, кг, не обеспечивается необходимый перегрев металла в прибыли, а при массе экзоэлемента выше верхнего предела 0,125 Мм экзоэлемент не прогревается до температуры воспламенения и сгорает без эффекта для прибыли. Полости в экзоэлементах и их совпадение с выпорами в литейной форме обеспечивают выход газа в период заливки полостей металлом. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез прибыли с установленными экзотермическими элементами в литейной форме, на фиг.2 – разрез по А-А в плане, фиг.3 – модель прибыли с нишами для фиксирования экзотермических элементов и моделями (штырями) для выполнения выпоров. Заявляемое устройство, показанное на фиг.1, содержит полость с расплавленным металлом прибыли 1 в литейной форме 2 с экзоэлементами 3, выполненными с внутренней полостью 4. Внутренняя полость 4 совпадает с выпором 5. На фиг.2 показан пример расположения 4-х экзоэлементов 3 в литейной форме 2. Количество и типоразмеры экзоэлементов 3 выбирают из соотношения их суммарной массы к массе металла в прибыли. Экзоэлементы 3 изготавливают по известной технологии литейных стержней ручным и машинным способами из известной экзотермической смеси, в состав которой входят термит и технологические добавки. Для оформления прибыльной части используются различные смеси, но лучше использовать холоднотвердеющие смеси (ХТС) с последующей их вибрацией для уплотнения. Изготовление литейных форм с прибылями, обогреваемыми экзотермическими элементами согласно заявляемому изобретению, начинается с установки модели прибыли 6 (фиг.3) с нишами 7 и моделями выпоров 8, по которым, как по направляющим, устанавливаются экзоэлементы 3 в ниши модели прибыли 6. После размещения всех экзоэлементов 3 засыпается (заливается) формовочная смесь, уплотняется вибрацией, и после отверждения модель прибыли 6 удаляется, а экзоэлементы 3 сохраняют свое первоначальное положение, как показано на фиг.1 и 2. Промышленная применимость Предлагаемое устройство может быть использовано в литейном производстве при изготовлении прибылей с экзотермическим обогревом, применяемых в производстве стальных отливок.
Формула изобретения
1. Литейная форма, содержащая прибыль с экзотермическим обогревом, выполненную в виде полости в литейной форме, выпоры и экзотермические элементы, отличающаяся тем, что экзотермические элементы выполнены в виде вертикальных цилиндров с полостью внутри, геометрическая ось которой совпадает с геометрической осью цилиндра, и размещены по контуру прибыли. 2. Литейная форма по п.1, отличающаяся тем, что общая масса всех экзотермических элементов в одной прибыли и масса металла в прибыли находятся в следующем соотношении: 3. Литейная форма по п.1, отличающаяся тем, что полости экзотермических элементов совпадают с выпорами в литейной форме.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
mэ=(0,0625
0,125)Мм, где 
2084307, «Обогреваемая прибыль», МПК6: B22C 9/08, опубл. 20.07.1997 г.).
mэ=(0,0625
