Спосіб отримання виливків

Спосіб отримання виливків, що здійснюють шляхом заповнення розплавленим металом ливарної форми, занурення в процесі заповнення ли 3 - елементи подачі стисненого газу, подача стисненого газу, витримка під тиском до повного затвердіння виливка. Недоліком способу отримання виливків згідно прототипу є те, що спосіб дозволяє утепляти бічну поверхню надливної частини виливка тільки за рахунок теплоти, акумульованої вогнетривкою вставкою, що в багатьох випадках є недостатнім для забезпечення якісного та регульованого процесу живлення надливної частини виливка. Усадка, при цьому, проявляється у вигляді конусоподібної раковини і частина розплаву, що призначена для компенсації усадки, не використовується. Окрім того, не здійснюється обігрів дзеркала металу надливної частини виливка, є суттєво обмеженим, або неможливим внутрішньоформене рафінування металевого розплаву від неметалевих вкраплень. В основу корисної моделі поставлене завдання удосконалити спосіб отримання виливків, що дозволяє зменшити витрати металу на надлив шляхом здійснення електрошлакового обігріву надливної частини та підвищити якість металу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання виливків шляхом заповнення розплавленим металом ливарної форми, занурення в процесі заповнення ливарної форми в розплавлений метал крізь шар теплоізоляційної засипки вставки з вогнетривкого матеріалу в металевому корпусі, подачі в неї стисненого газу після герметизації поверхні виливка, витримки під тиском до повного затвердіння виливка, згідно корисній моделі, в процесі затвердіння виливка здійснюють електрошлаковий обігрів металу у верхній частині ливарної форми за допомогою електродів, розташованих у вставці з струмонепровідного вогнетривкого матеріалу, що занурюються у рідкий флюс, який розплавляється за рахунок теплоти залитого в форму металу. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак корисної моделі й технічним результатом, що досягається, забезпечується наступним. Те, що в процесі затвердіння виливка здійснюють електрошлаковий обігрів металу у верхній (надливній) частині ливарної форми за допомогою електродів, розташованих у вставці з струмонепровідного вогнетривкого матеріалу, дозволяє не тільки зменшити витрати металу на надлив, але й підвищити якість металу. При такій технології забезпечується акумуляція тепла вставкою не тільки під час заповнення ливарної форми металом, але й в процесі затвердіння виливка, що поліпшить теплові умови її роботи в надливній частині виливка. Спосіб дозволяє суттєво зменшити витрати електроенергії на реалізацію електрошлакового обігріву, виключити непродуктивні втрати металу при утворенні горизонтального фронту затвердіння замість конусоподібної усадкової раковини. Забезпечується можливість рафінування металевого розплаву за рахунок адгезії флюсом неметалевих вкраплень, що спливають. Бічна поверхня металевого корпусу вогнетривкої вставки, що опиняється зануреною у розплав наприкінці заливки, герметизує виливок, чим виключається надходження газу в навколишнє середовище. Це дозво 46128 4 ляє здійснити процес газодинамічного впливу на метал, що твердіє а це, в свою чергу, сприяє підвищенню його щільності, зменшує ліквацію, робить структуру металу більш однорідною і, таким чином, поліпшує якість кінцевого продукту. Проведення даної частини технологічного процесу при атмосферному тиску виключає прорив газом шару металу між стінками корпусу та ливарної форми. Спосіб отримання виливків реалізується за допомогою пристрою для отримання виливків, що представлений на кресленнях, де на Фіг.1 показаний загальний вид із розташуванням елементів обладнання та положенням металевого корпусу з електродами, вставкою із вогнетривкого матеріалу з розташованим в ній вкладишем із твердого флюсу, що занурена в розплав крізь шар теплоізоляційної засипки, яка подається на дзеркало розплаву на початку процесу заповнення ливарної форми. Матеріал засипки є таким, що підплавляється тільки з боку розплавленого металу та повністю не розплавляється. На Фіг.2 представлений загальний вид ливарної форми і пристрою наприкінці процесу заливки. На Фіг.3 приведений у збільшеному вигляді металевий корпус з електродами та вставкою із струмонепровідного вогнетривкого матеріалу з вкладишем із твердого флюсу з показом розташування газопроникливої пробки на газопостачальному патрубку. Пристрій для отримання виливків, для реалізації способу, складається з ливарної форми 1, металевого корпусу 2, електродів 3 (графітових), обладнаних контактними елементами 4, що разом з електродами вільно рухаються вздовж металевих струмопровідних стрижнів 5, на яких закріплені (зварюванням) шайби 6. Струмопровідні стрижні герметично кріпляться до металевого корпусу за допомогою струмонепровідних прокладок 7, шайб 8 та гайок 9. Електроди обладнані насадками 10 із струмонепровідного вогнетривкого матеріалу. У вставці 11 з струмонепровідного вогнетривкого матеріалу розташований вкладиш 12 із твердого флюсу та закріплений металевими фіксаторами 13. Металевий корпус обладнаний осьовим газопостачальним патрубком 14, що за допомогою муфти 15 з'єднується з газопроводом 16 системи зовнішнього забезпечення газом високого тиску (на кресленні не показана). Кінцівка газопостачального патрубку перекрита газопроникливою пробкою 17. Газопрониклива пробка виконується з пористого вогнетривкого матеріалу. На ливарній формі передбачені цапфи 18. Ливарна форма розташована на піддоні 19. Спосіб отримання виливків здійснюють наступним чином. Ливарну форму 1 за допомогою під'ємнотранспортного засобу встановлюють на піддон 19. Окремо від зібраних таким чином елементів пристрою з'єднують вставку із струмонепровідного вогнетривкого матеріалу 11 з металевим корпусом 2, одягають одну з струмонепровідних прокладок 7 на металеві струмопровідні стрижні 5 до контакту з шайбою 6, закріплюють контактні елементи 4 та насадки 10 на електродах 3, вставляють струмопровідні стрижні 5 в електроди 3. Розміщують електроди 3 разом із металевими струмопровідними 5 стрижнями 5 у вставці з вогнетривкого матеріалу 11 та закріплюють в металевому корпусі 2, одягаючи на верхню кінцівку струмопровідних стрижнів 5 прокладки 7, шайби 8 і фіксуючи гайками 9. Вставляють газопроникливу пробку 17 в газопостачальний патрубок 14 металевого корпусу 2 та закріплюють вкладиш 12 із твердого флюсу у вставці з вогнетривкого матеріалу 11 за допомогою металевих фіксаторів 13. До газопостачального патрубку 14 за допомогою металевого дроту кріплять ємність (зазвичай, паперовий мішок) з теплоізолюючою засипкою, склад та маса якої залежить від розмірів, конфігурації, типу сплаву виливка, тривалості заливки (на кресленні не вказано). Після чого закріплюють металевий дріт на газопостачальному патрубку 14 з боку під'єднання газопроводу 16 та за допомогою під'ємнотранспортного обладнання розмішують пристрій в ливарній формі 1 та фіксують його положення на певній відстані від дна робочої порожнини ливарної форми, при цьому відстань залежить від розмірів, конфігурації, типу сплаву виливка, а також від тривалості заливки (на кресленні не вказано). Далі розпочинають заповнення ливарної форми розплавом. У міру наповнення розплавом ливарної форми рівень металу доходить до ємності з теплоізолюючою засипкою, яка розсипається по всій поверхні дзеркала металу. При подальшому підйомі рівня розплаву в формі відбувається занурення вставки з вогнетривкого матеріалу у шар теплоізолюючої засипки, а потім і в розплав під впливом власної маси та маси металевого корпусу, при цьому, металевий корпус разом з вкладишем із флюсу впродовж процесу заповнення форми не занурюється в рідкий метал, а знаходиться вище рівня поверхні теплоізолюючої засипки (Фіг.1, 2). Наприкінці заповнення ливарної форми розплавом в надливній зоні пристрій зупиняється та металевий корпус занурюється у розплав за допомогою стопора (на кресленні не вказано), після цього припиняють заливку та в такому положенні роблять витримку впродовж деякого часу з метою здійснення процесу герметизації системи виливок-елементи подачі стисненого газу. У цей 46128 6 час відбувається розплавлення вкладишу 12 і занурення електродів 3 з насадками 10 в розплав флюсу, при чому, електроди не контактують з металевим розплавом. Далі, до струмопровідних стрижнів 5 приєднують струмопровідні кабелі (на кресленні не вказано), до газопостачального патрубку 14 за допомогою муфти 15 приєднують газопровід 16. Після цього подають напругу, в шарі рідкого флюсу виділяється тепло і, відповідно, здійснюється обігрів металу виливка впродовж необхідного проміжку часу. Температуру нагріву розплаву регулюють силою струму (І, А) та напругою (U, В) зварювального трансформатора (на кресленні не вказано). В процесі електрообігріву подають стиснений газ через газопроникливу пробку 17, яка має властивість добре пропускати газ та не забиватися шлаком і металом. Таким чином, на рідкий метал та метал, що кристалізується, через надливну частину подають газ під тиском, переважно, у 3 - 150 разів вищий за атмосферний і витримують його до повного затвердіння виливка. Процес відбувається, в цьому випадку, при герметизації виливка від навколишнього середовища за рахунок утворення на зовнішній поверхні виливка шару твердого металу, що сприяє поліпшенню його якості. Після затвердіння виливка подачу стисненого газу припиняють і систему з'єднують з атмосферою, чим вирівнюють тиск в ливарній формі з атмосферним, від'єднують струмопровідні кабелі. Через певний час ливарну форму за допомогою під'ємно-транспортного засобу за цапфи 18 підіймають, оголюють виливок і переносять ливарну форму у відділення підготовки для наступного етапу отримання нових виливків. Звільнений піддон 19 після видалення виливка за допомогою цапф 18 переносять на спеціальну дільницю для наступної підготовки до чергового технологічного процесу. Підготовку до останнього проводять і з іншими елементами пристрою. Спосіб отримання виливків дозволяє зменшити витрати металу на надлив шляхом здійснення електрошлакового обігріву, здійснити рафінування металу від неметалевих вкраплень та підвищити якість металу. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 46128 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601