Ливарна форма для лиття металів і спосіб її використання

Реферат: Ливарна форма для лиття металів, що забезпечує видалення твердих домішок з розплавленого металу. Ливарна форма (50) мас всередині порожнину, при цьому згадана порожнина має ливарну ділянку і суміжну з нею ливникову систему, розташовану вище по потоку від ливарної ділянки, причому згадана ливникова система містить розташовану вище по потоку вхідну ділянку (58), розташовану нижче по потоку вихідну ділянку (60), а також вихрову камеру (54), розміщену між вхідною і вихідною ділянками (58, 60), в якій на ділянці сполучення між вихровою камерою (54) і вихідною ділянкою (60) розташований фільтр (62), при цьому вказаний фільтр (62) встановлений паралельно осі, відносно якої при експлуатації ливарної форми метал обертається у вихровій камер (54)і, а подовжня вісь вхідної ділянки (58) проходить через фільтр (62). Винахід стосується також способу підготовки ливарної форми, моделі для підготовки ливарної форми, кожуху для використання в ливарній формі і способу відливання із застосуванням ливарної форми. UA 100947 C2 (12) UA 100947 C2 UA 100947 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОПИС Даний винахід стосується ливарної форми для лиття металів і способу лиття металів з використанням такої ливарної форми. Використання фільтрів при литті металів добре відоме. Фільтр в основному використовують для запобігання проникненню неметалічних включень в розплавленому металі у виливок. Наявність включень чинить шкідливий вплив на фінішну литу поверхню, механічні властивості і характеристики механічної обробки, і може привести до відбраковування виливка. Фільтри, зокрема, керамопінні фільтри, також зменшують турбулентність потоку металу і забезпечують удосконалення ливникової і впускної систем, і відповідно, підвищують продуктивність виготовлення виливків. При дрібних виливках, метал, як правило, надходить для відливання з використанням одного потоку металу і одного фільтра. Труднощі можуть виникнути при більш великих виливках, оскільки звичайний фільтр не має необхідної пропускної здатності для живлення крупного виливка, тобто він буде засмічуватися, що зменшить або зупинить потік металу і в результаті приведе до неповноти виливка. Тому необхідно або використовувати дуже великий фільтр, або використовувати декілька відфільтрованих потоків металу, що надходять для відливання. Проблеми можуть виникнути також через невелику фільтруючу здатність, що веде до засмічування фільтра і великого періоду часу, необхідного для заливання. Збільшення температури заливання металу може частково вирішити цю проблему, однак це може привести до інших проблем, що робить фільтрацію металу технічно і/або економічно непривабливою. Одним з розв'язань цієї проблеми є карусельний фільтр, наприклад, такий, що описаний в DE 42 29 417 С 2. Карусельний фільтр містить керамічний кожух для декількох фільтрів, які розташовані кільцем. Розплавлений метал проходить через фільтри із зовнішньої сторони кільця на вихід в центрі кришки кожуха. Карусельний фільтр забезпечує фільтрацію великого об'єму металу, але його застосування доцільне тільки для крупних виливків, частково через високу теплоємність керамічного кожуха і ливникових систем. Вихрова камера, відома також як вихровий ливник або доцентровий вловлювач, являє собою пристрій для видалення шлаку і інших домішок з розплаву (розплавленого металу). У пристрої використана різниця в густині між розплавом і небажаними матеріалами, зваженими або плаваючими в розплаві. Пристрій забезпечує обертання розплаву, внаслідок чого важкий метал виступає назовні, а легкі домішки йдуть всередину, де вони коагулють і спливають вгору. У RU2213641 описаний модифікований шлакоуловлювач в ливарній формі у вигляді порожнинної бобишки, що має вставку (яка може містити фільтр) для основи і металоприймач під вставкою. Вставка має кільцеподібний виступ, паралельний стінкам порожнини-бобишки, наприклад, такий, що спочатку при надходженні металу в порожнину-бобишку він обтікає зазор між порожниною і виступом. Як стверджується, шлак при цьому спливає вгору і концентрується у верхній частині порожнини-бобишки, в той час як розплав тече вниз через вставку в металоприймачі, а потім в ливарну форму. Об'єктом одного з аспектів даного винаходу є забезпечення способу відливання розплавленого металу, що знижує вміст шлаку і інших домішок у виливку за допомогою вихрової камери. Відповідно до першого аспекту даного винаходу, пропонується ливарна форма для лиття металів, при цьому в згаданій ливарній формі є порожнина, причому згадана порожнина має ливарну ділянку і суміжну з нею ливникову систему вище по потоку від ливарної ділянки, притому згадана ливникова система містить розташовану вище по потоку вхідну ділянку, розташовану нижче по потоку вихідну ділянку і вихрову камеру, розташовану між вхідною і вихідною ділянками, причому на ділянці сполучення між вихровою камерою і вихідною ділянкою розміщений фільтр, і при цьому фільтр розташований паралельно осі, навколо якої при експлуатації обертається метал у вихровій камері, а подовжня вісь вхідної ділянки проходить через фільтр. Використовуваний тут термін «розташований вище по потоку» і «розташований нижче по потоку» стосуються загального напрямку потоку металу в ливарній формі під час лиття. Використовуваний тут термін «вихрова камера» являє собою камеру, яка надає обертального руху розплавленому металу, що проходить через неї (відносно загального руху металу через ливникову систему). У деяких варіантах здійснення, вихрова камера має одну або декілька зігнутих поверхонь, які сприяють обертанню металу у вихровій камері. Периферійна поверхня вихрової камери може мати круглий переріз. У згаданій периферійній поверхні може бути розташований фільтр. 1 UA 100947 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вихідна ділянка в ливарній формі буде загалом горизонтальною, в той час як орієнтація вхідної ділянки не обмежена. У одній належній серії варіантів здійснення вхідна ділянка є по суті вертикальною, тоді як в альтернативній серії варіантів здійснення вхідна ділянка є по суті горизонтальною. Зокрема, у випадку з горизонтальною вхідною ділянкою фахівець, який має належні знання, по достоїнству оцінить, що ливникова система звичайно включає в себе стояк для приймання розплавленого металу вище по потоку від вхідної ділянки. У тих варіантах здійснення, де і вхідна, і вихідна ділянки є горизонтальними, вони можуть переважно лежати частково або повністю в загальній горизонтальній площині. Подовжня вісь вхідної ділянки проходить через фільтр. Потрібно мати на увазі, що в тих варіантах здійснення, в яких вхідна ділянка орієнтована вертикально щонайменше частина потоку металу, що надходить у вихрову камеру, буде впливати безпосередньо на фільтр. У певному варіанті здійснення, кут, утворений між подовжньою віссю вхідної ділянки і площиною розташованою вище по потоку поверхні фільтра, якщо дивитися з боку вихрової камери, становить >90° і 100° і/або 120° і/або 90° і