Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЛИТЕЙНАЯ МНОГОМЕСТНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ ФОРМА
ЛИТЕЙНАЯ МНОГОМЕСТНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ ФОРМА

ЛИТЕЙНАЯ МНОГОМЕСТНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ ФОРМА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: литейная форма имеет керамический вкладыш, выполненный в виде полого стаканчика с пазами, а литниковая система снабжена вставкой-модификатором из керамической пористой смеси, создающей в полости формы при прокалке восстановительную среду. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2017562
Класс(ы) патента: B22C9/04
Номер заявки: 4904330/02
Дата подачи заявки: 06.12.1990
Дата публикации: 15.08.1994
Заявитель(и): Научно-исследовательский машиностроительный институт
Автор(ы): Гудзий А.Е.; Мохов В.Н.; Гоголев В.И.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский машиностроительный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению корпусных отливок из нержавеющих сталей, получаемых преимущественно методом точного литья по выплавляемым моделям, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности, связанных с литьем.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является литейная многоместная керамическая форма, содержащая керамический блок с полостями для отливок, расположенных ярусами друг над другом, литниково-питающую систему, включающую литниковую воронку, прибыль и питатели, при этом в литниковой воронке размещен керамический вкладыш.
Однако указанная литейная многоместная форма предназначена для отливки мелких деталей из обычных углеродистых сталей. Литниковая система прототипа не обеспечивает повышения качества и надежности отливок из нержавеющих сталей.
Цель изобретения - повышение качества корпусных отливок и их физико-механических свойств из нержавеющих сталей за счет увеличения жидкотекучести стали и снижения пленообразования.
Это достигается тем, что литейная многоместная керамическая форма снабжена вставкой модификатором из керамической пористой смеси, установленной в полости прибыли под дном керамического вкладыша, выполненного в виде стакана с фланцем, обращенного дном вниз, при этом внутренняя поверхность дна керамического вкладыша выполнена вогнутой, а на его боковых стенках выполнены симметричные проемы, суммарное сечение которых 1,3...1,7 суммарного сечения питателей, причем питатели каждого яруса отливок смещены относительно друг друга на 40...45о.
Указанные признаки соответствуют критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 представлена схема литейной формы; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.
Литейная форма состоит из керамического блока 1 с полостями для отливок 8, расположенных ярусами друг над другом, литниково-питающей системы, включающей литниковую воронку 2, прибыль 5 и питатели 7.
В полости литниковой воронки 2 размещен керамический вкладыш 3, расположенный симметрично керамическому блоку 1 и выполненный в виде стакана с фланцем, обращенным дном вниз, при этом внутренняя поверхность дна керамического вкладыша 3 выполнена вогнутой, а на его боковых стенках выполнены симметричные проемы 4.
Под дном вкладыша 3 расположена полость прибыльной части 5, оформленной в виде диска, по периметру диска расположены выступы, совмещенные с осями питателей 7 (фиг.3,4).
В полости прибыльной части 5 под дном керамического вкладыша 3 установлена вставка-модификатор из керамической пористой смеси. Полость прибыльной части 5 сопряжена с питателями 7, установленными на фланце отливки 8 (фиг.4).
Керамический блок 1 устанавливается в опоку 9 и засыпается наполнителем 10. Технологическая цепочка литейной многоместной керамической формы строится в следующей последовательности. Вначале изготавливают восковые модели отливок 8, которые выполнены совместно с питателями 7, а также изготавливают литниковую воронку 2 и прибыльную часть 5. Затем производят стопочную вертикальную сборку элементов формы. Модельный блок может состоять из трех или четырех отливок.
При сборке блока моделей должно соблюдаться одно непременное условие, при котором с целью рассредоточения тепловых узлов и снижения величин остаточных напряжений, питатели каждого яруса отливок смещены относительно друг друга на 40...45о.
Известно, что в зоне питателей происходит наибольший разогрев отливки, что способствует образованию в этих зонах тепловых узлов и наличия максимальных остаточных напряжений в отливках после охлаждения, что является причиной снижения надежности и прочности отливок.
Например, при расположении питателей на одной оси по всей высоте блока образуется единый столб жидкого расплава, происходит местный локальный разогрев отливок в этой зоне. Из-за неравномерного охлаждения различных частей отливки и наличия больших остаточных напряжений происходит образование горячих трещин. Например, на фланце 7 расположены отверстия, наименьшая толщина стенки в их зоне 5 мм, именно в этой тонкой перемычке при охлаждении образуются микротрещины.
При смещении питателей отливки относительно соседней в ярусе блока на 40. . . 45о происходит рассредоточение тепловых узлов, снижаются внутренние напряжения в отливках, в результате чего указанные дефекты устраняются, при охлаждении блока в отливках формируется более равновесная структура, микротрещины в отливках устраняются, поэтому указанные признаки при сборке блоков являются обязательными и в то же время оптимальными.
После сборки блока на поверхность восковых моделей наносят 5-6 слоев огнеупорного покрытия, сушат при комнатной температуре в течение 24 ч, а затем производят вытопку модельной массы в среде горячей воды при 90... 95оС. Вытопленные блоки выдерживают в помещении цеха при 18...20оС в течение 24 ч.
После сушки керамических блоков в полость прибыльной части 5 устанавливают вставку-модификатор 6, которую приклеивают термостойким клеем к донной части прибыльной части 5. Затем в полость литниковой чаши 2 устанавливают керамический вкладыш 3, который фланцем опирается на уступ литниковой чаши 2, а донной частью - на верхнюю поверхность вставки-модификатора 6. Собранный блок устанавливают в опоку 9, засыпают наполнителем 10 и направляют в прокалочную печь на обжиг форм при 800...850оС в течение 3...4 ч. После обжига формы подаются на участок заливки, отливка деталей производится из специальной нержавеющей стали 12Х18Н9ТЛ, ГОСТ 977-88. Заполнение формы расплавом стали происходит следующим образом.
Металл из ковша вначале заполняет полость литниковой воронки 2 и керамического вкладыша 3. Затем через симметричные проемы 7, выполненные на боковых стенках вкладыша 3, заполняют полость прибыли 5 и отливки 8.
Известно, что при плавке нержавеющих сталей на поверхности расплава образуется плотная окисная пленка, в результате чего происходит засорение сплава пленами, при этом снижается жидкотекучесть этих сплавов при заполнении форм, возрастает брак отливок по пленам и недоливам.
При данной схеме заливки плотная пленка металла образуется на поверхности литниковой воронки 2, а наиболее очищенный металл поступает в полость формы через нижние проемы 4 вкладыша 3. Предлагаемая схема литниковой системы предусматривает принцип заливки из чайникового ковша, когда более очищенный металл попадает в полость формы из нижней части заливочного ковша. При перетекании металла из литниковой воронки в полость прибыльной части 5 металл попадает в восстановительную среду, так как в полости прибыльной части установлена вставка-модификатор, содержащая в составе газотворный элемент, например, в виде порошка каменного угля, который при прокалке форм выгорает, при этом создает в полости формы восстановительную среду и препятствует окислению расплава и образованию плен, в результате чего возрастает жидкотекучесть нержавеющих сталей.
По данным исследований наиболее эффективным средством борьбы с пленами в отливках из нержавеющих сталей является восстановительная среда. Таким образом, наличие в литейной форме вкладыша с проемами и восстановительной среды позволяет получать отливки из нержавеющих сталей высокого качества при стопочном расположении отливок в блоке литейной формы. Следует также отметить, что большое влияние на качество отливок при стопочном расположении отливок в блоке оказывает суммарное сечение проемов вкладыша 4 и питателей отливки 7. Для надежного питания отливок суммарное сечение проемов вкладыша должно составлять 1,3...1,7 суммарного сечения питателей отливок.
Если это отношение меньше 1,3, то в местах подвода питателей происходит перегрев отливок за счет увеличения проходного сечения проемов вкладыша, в результате чего возникают значительные тепловые узлы. Увеличение этого значения более 1,7 приводит к уменьшению проходного сечения проемов вкладыша, что приводит к ухудшению питания и качества, поэтому приведенные значения элементов питателей следует считать оптимальными.
Таким образом, наличие проемов во вкладыше 3 и создание восстановительной среды в полости прибыльной части 5 обеспечивает глубокую очистку расплава и препятствует образованию плотных окисных плен в расплавах из нержавеющих сталей, в результате чего увеличивается жидкотекучесть сталей при заполнении блока формы отливок.
Внедрение в производство литейной многоместной керамической формы снижает брак отливок из нержавеющих сталей по пленам на 15...17%, повышает качество отливок и их физико-механические свойства, сокращает расход дорогостоящего материала на 20...22%.
Формула изобретения: ЛИТЕЙНАЯ МНОГОМЕСТНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ ФОРМА преимущественно для получения корпусных отливок из нержавеющих сплавов, содержащая керамический блок с полостями для отливок, расположенных ярусами друг над другом, и полостями литниково-питающей системы, включающей литниковую воронку, прибыль и питатели, при этом в литниковой воронке размещен керамический вкладыш, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отливок и их физико-механических свойств за счет увеличения жидкотекучести стали и снижения пленкообразования, она снабжена вставкой-модификатором из керамической пористой смеси, установленной в полости прибыли под дном керамического вкладыша, выполненного в виде стакана с фланцем, обращенного дном вниз, при этом внутренняя поверхность дна керамического вкладыша выполнена вогнутой, а на его боковых стенках выполнены симметричные проемы, суммарное сечение которых составляет 1,3 - 1,7 суммарного сечения питателей, причем питатели каждого яруса отливок смещены относительно друг друга на 40 - 45o.