Пристрій для лиття вакуумним усмоктуванням тонкостінних виливків

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к получению отливок с рассредоточенной литниково-питающей системой в формах из материала с низкой теплопроводностью. Известны установки для литья вакуумным всасыванием, включающие связанный с вакуумной системой открытый снизу колпак, к которому крепится сборная разовая форма, изготовленная из газопроницаемого материала. Верхняя часть формы находится внутри колпака, а нижняя с рассредоточенными литниковопитающими каналами погружена в жидкий металл (Пат. США 4658880. МКИ В 22 D 18/06, опубл 1987 г.: заявка Японии 63-71260, МКИ В 22 D 18/06, опубл. 1988 г.; пат. США 4809767, МКИ В 22 D 18/06, опубл. 1989 г.). Недостатком этих установок является низкая скорость создания вакуума в форме из-за наличия полости в колпаке и пневматического сопротивления верхней стенки формы, в результате чего при получении тонкостенных отливок возможны недоливы. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, описанное в способе литья тонкостенных отливок (А.с. СССР № 1688975, опубл. БИ № 41, 1991), состоящее из камеры с тиглем и крышкой, на которой установлены вакуум-метр и система кранов и дросселей для соединения камеры с вакуумным насосом и атмосферой. Газонепроницаемая форма открытой частью погружена в тигель с расплавом. Недостатком этого устройства является то, что в процессе заливки газонепроницаемой формы оставшийся в ее полости после неглубокого вакуумирования газ собирается в верхней части полости, образуя газовую раковину. Кроме того, расположение литниково-питающих каналов только в нижней части формы ограничивает ее возможности с точки зрения качества заполнения и последующего питания боковых и верхних участков отливки. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания устройства для литья вакуумным всасыванием тонкостенных отливок, в котором путем использования газопроницаемых форм расширяются технологические возможности, улучшаются условия заливки и формирование затвердевающей отливки, исключается образование газовых раковин. Поставленная задаче решается тем, что в устройстве для литья вакуумным всасыванием тонкостенных отливок, включающем герметизированную камеру с жидким металлом, оснащенную клапанами для сообщения с атмосферой и источником вакуума, расположенную в камере форму с рассредоточенными по поверхности литникобо-питающими каналами и средстве для опускания и поднятия формы, согласно изобретению диаметр литниково-питающмх каналов определяют по формуле где σ- поверхностное натяжение расплава; р-плотность расплава; Η - расстояние между уровнем расположения литниково-питаго-щего канала и верхней точкой формы; g -ускорение силы тяжести (для литья алюминиевых сплавов м). На чертеже представлена схема устройства для литья вакуумным всасыванием тонкостенных отливок. Устройство состоит из камеры 1 с тиглем 2 и крышкой 3, на которую установлены вакуумметр 4 и система кранов и дросселей 5 для соединения камеры 1 с вакуумным насосом и атмосферой. В тигле 2 размещена форма 6 с литниково-питающими каналами 7, диаметр которых равен указанному соотношению. Устройство работает следующим образом. Тигель 2 заполняют расплавом. В расплав полностью погружают форму 6. Частично прогревающийся в полости формы воздух расширяется и удаляется путем барботажа через расположенный над формой слой расплава. В результате в полости формы устанавливается равновесное давление, равное сумме газового давления над ванной расплава и металлостатического напора столба жидкого металла над формой. Эта разница давлений в камере 1 и в форме 6 остается постоянной в ходе последующего вакууммирования камеры. Поступлению расплава в форму через нижние литниково-питающие каналы препятствуют капиллярные силы, величина которых зависит от диаметра канала и равна Р кап = Ασ/d. А так как то Ркап ≥ pgH, т.е. во всех каналах капиллярное противодавление расплаву больше металлостатического напора. Для создания разрежения в форме 6 камеру 1 герметизируют крышкой 5 и через систему кранов и дросселей S вакуумируют. Разрежение β форме 6 при этом создается через слой расплава, воздух удаляется через каналы 7 и поры стенки формы, а его оставшаяся часть вместе с капиллярными силами по-прежнему предотвращают заполнение формы S. При достижении в форме заданного разрежения (его величина контролируется по давлению в камере 1) камеру 1 через систему кранов и дросселей 5 соединяют с атмосферой, регулируя при этом дросселем скорость роста давления « камере, т.е. скорость заполнения формы расплавом. Расплав заполняет форму, а затем и питает отливку со всех сторон, что улучшает условия заливки и формирования затвердевающей отливки. Оставшийся в полости форми воздух под действием атмосферного давления аккумулируется β порах газопроницаемой формы, поэтому образование газовых раковин или недоливов из-за скопления оставшегося воздуха исключено. Таким образом, выбор диаметра литниково-питающих каналов в форме по представленной зависимости расширяет технологические возможности за счет использования газопроницаемых форм, а вместе с тем улучшения условий заливки и формирования затвердевающей отливки, исключения образования газовых раковин.