Спосіб одержання зливків

1. Спосіб одержання зливків, що включає заливання розплавленого металу у виливницю з використанням вібраційного впливу у вертикальному та у горизонтальному напрямках 3 27319 відповідно до корисної моделі напрямок дії вібраційного впливу, у зоні кристалізації, змінюють по всьому об'єму виливниці за період її коливань у горизонтальному напрямку, крім цього вібраційний вплив ділять на низькочастотну і високочастотну складові, причому високочастотну складову відтворюють по черзі в вертикальному та горизонтальному напрямках, а амплітуду коливань на низьких частотах у горизонтальному напрямку підтримують постійною, а у вертикальному напрямку змінюють від min до max через інтервали часу, які дорівнюють 0,05 загального часу кристалізації. Зміна спрямованості вібраційного впливу в зоні кристалізації по всьому об'єму виливниці за період коливань у горизонтальному напрямку створює можливість формувати малі кутові коливання. Оскільки зсув фаз між осями Ох і Оу дорівнює 90°, сила електромагнітних віброзбуджувачів пропорційна квадрату вхідного впливу F= i2L 2d іy=Іmy coswt, ( , то при вхідних впливах іх=Іmx sinwt й ) 2 2 2 Få = k 2 Imx sin2 wt + Imy cos 2 wt = k 2Imx , оскільки Imx=Imy, де Få - тягове зусилля сумарне, Іх, Іу амплітуди вхідних впливів по координаті х та у відповідно, w - кутова частота, t - час, Fm амплітуда тягового зусилля, L - магнітна індукція, d - повітряний зазор, k - коефіцієнт пропорційності. Тому, в горизонтальному напрямку буде діяти постійна по величині сила, напрямок дії якої за період змінюється на 360°. Кутові коливання виникають за рахунок наявності моменту сил М=Fåxy×l, де l - плече. Застосування при литті в процесі кристалізації вібраційного впливу, поданого у вигляді низькочастотної та високочастотної складових, поліпшує структуру металу, сприяє істотному підвищенню його механічних характеристик, а також знижує можливість виникнення залишкових напружень, оскільки під його дією відбувається підведення тепла від турбулентних потоків, створюваних заливальною струминою, крім того, сприяє перемішуванню розплавів і зниженню градієнта температури по висоті зливка, утворенню додаткових центрів кристалізації за рахунок обламування та дроблення гілок дендроїдів на фронті кристалізації (уламки кристалів із додаткової частини осаджуються в робочу частину зливка і стають центрами кристалізації, прискорюючи процес кристалізації), спрямованому переміщенню шлаків, рівномірному розподілу домішків, інтенсифікації виводу газу. Почергове використанням високочастотної складової вібраційного впливу у вертикальному та у горизонтальному напрямках приводить до прискорення переміщення дрібних домішок і газових включень, при цьому можливий добір резонансних частот дрібних часток у металі, заданих технологічним процесом, для створення киплячого шару, що у період пауз буде рівномірно розподілятися по всьому об'єму виливниці (наприклад, свинець у латуні). 4 Амплітуда коливань на низьких частотах у горизонтальному напрямку постійна, що забезпечує рівномірний розподіл домішків і додатків, збільшує швидкість виходу шлаків, що поліпшує якість лиття. Амплітуда коливань виливниці у вертикальному напрямку змінюється від min, що виключає виникнення турбулентних потоків, створюється пауза в руйнуванні дендроїдних кристалів і знижується в'язкість рідкого металу, тим самим поліпшується процес випадання великих домішок на дно виливниці до max, коли створюються турбулентні потоки усередині виливниці та виникає біжуча хвиля на поверхні металу, руйнуються дендроїдні кристали та виникають нові зони кристалізації. Для способу одержання зливків використовували таке обладнання (див. Фіг): виливниця 1 із пружною основою 2, три електромагнітні віброзбуджувачі 3, 4, 5, система 6 керування електромагнітними віброзбуджувачами, віброоснова 7. Використання трьох електромагнітних віброзбуджувачів обґрунтовується тим, що вібраційний вплив повинен носити просторовий характер: 1) вібраційний вплив у вертикальному напрямку створює турбулентний рух у центральній області розплаву, зменшує температурний градієнт; 2) вібраційний вплив у горизонтальному напрямку (осі х, у) забезпечує рівномірне перемішування поверхні розплаву; 3) кутові коливання також підвищують інтенсивність перемішування металу, однак можуть призвести до разплескування; 4) створення кругового руху (напрямок дії змінюється за період на 360°) горизонтального вектора сили забезпечує збільшення швидкості виходу шлаків. Для виконання способу встановлюють виливницю 1 на пружній основі 2. У момент заливання металу система керування 6 електромагнітними віброзбуджувачами 3, 4, 5, включає низькочастотний режим збудження горизонтальних коливань при мінімальній амплітуді вертикальних коливань, тобто Fz=min. Тривалість заливання становить 0,05 часу повної кристалізації. Після закінчення заливання металу амплітуда вертикального вібраційного впливу збільшується до максимуму Fz=max і відбувається рівномірне перемішування всього металу. Через 0,05 часу повної кристалізації амплітуда низькочастотного вертикального вібраційного впливу знижується і система керування 6 передає на обмотки горизонтальних віброзбуджувачів високочастотний полігармонійний сигнал додатково до низькочастотного. Процес вібраційного впливу припиняється через 0,4-0,5 часу повної кристалізації. Віброзбуджувачі працюють постійно зі змінною амплітудою, що виключає реверсний режим роботи та підвищує їхню надійність роботи. Таким чином, застосування усіх запропонованих факторів поліпшує якість лиття та забезпечує максимальну 5 можливість використання об'єму зливка для подальшої обробки з мінімальними втратами. 27319 6