Ливарна форма для виготовлення злитків

Реферат: Ливарна форма для виготовлення злитків належить до галузі ливарного виробництва, а саме до ливарних форм, призначених для внутрішньоформової обробки рідких металів і сплавів. UA 69051 U (54) ЛИВАРНА ФОРМА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗЛИТКІВ UA 69051 U UA 69051 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі ливарного виробництва, а саме до ливарних форм, призначених для внутрішньоформової обробки рідких металів і сплавів з метою виготовлення злитків із заданою структурою та властивостями. Відома ливарна форма для відливання виливниць, яка містить робочу порожнину з нанесеним на її горизонтальні поверхні модифікатором [1]. Найбільш близькою по технічній суті і досягненню результатів є ливарна форма для виготовлення виливка при виробництві двошарового прокатного валка, що включає робочу порожнину і ливникову систему, яка додатково включає пристрій для введення модифікатора, виконаний у вигляді напрямної труби з розміщеною в ній штангою з модифікатором, яка розташована на опорі, встановленій над робочою порожниною ливарної форми, причому хід штанги складає 0,8...0,9 висоти порожнини ливарної форми [2]. Загальними суттєвими ознаками відомої ливарної форми і тієї, що заявляється є наявність робочої порожнини і ливникової системи. Недоліком відомої ливарної форми є наявність додаткових достатньо складних спеціальних пристроїв для введення модифікувальних, легувальних і т. ін. добавок і складність їх обслуговування, складність синхронізації процесу заливання і рівномірного по ходу заливання форми введення в розплав добавок, неможливість отримання гомогенної структури, а отже і властивостей металу в об'ємі злитка. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення ливарної форми для виготовлення злитка і створення технологічної можливості модифікування, легування і т. ін. розплаву в процесі заливання, що направлене на підвищення якості злитка за рахунок отримання заданої структури і властивостей металу в його об'ємі. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в ливарній формі для виготовлення злитка міститься робоча порожнина, ливникова система, а в робочій порожнині додатково розміщується спеціальний металевий контейнер (патрон, капсула), корпус якого виконаний з металу або сплаву, що має температуру плавлення нижчу, ніж розплав, що заливається, і який попередньо встановлюється і закріплюється в осьовій (центральній) зоні порожнини ливарної форми перед заливкою розплаву на спеціальних опорах, які забезпечують симетричне розташування контейнера (патрона, капсули) відносно стінок ливарної форм без контакту з ними, в середині якого розміщуються порошкоподібні, гранульовані, зернисті або брикетовані модифікувальні (легувальні і т. ін.) добавки для обробки розплаву (модифікування, легування і т. ін.) всередині ливарної форми в процесі заливки форми. Під час заливки контейнер (патрон, капсула) омивається з усіх боків розплавом, корпус його розплавляється і добавка, розміщена в ньому, рівномірно розчиняється в об'ємі розплаву і засвоюється ним, що призводить до формування необхідної структури і, як наслідок, заданих властивостей в об'ємі злитка. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено: - загальний вид ливарної форми для виготовлення злитків. Ливарна форма для виготовлення злитків вміщує: ливникову систему 1; робочу порожнину ливарної форми 2; корпус контейнера (патрона, капсули) 3; порошкоподібну, гранульовану, зернисту або брикетовану модифікувальну (легувальну і т. ін.) добавку 4; опори 5. Ливарна форма працює таким чином. Розплав металу крізь ливникову систему 1, яка з'єднується з робочою порожниною, заливається у робочу порожнину ливарної форми 2. При заповненні порожнини ливарної форми 2 розплав омиває контейнер (патрон, капсулу) 3, заповнений порошкоподібною, гранульованою, зернистою або брикетованою модифікувальною (легувальною і т. ін.) добавкою 4, який попередньо розміщується і закріплюється в осьовій (центральній) зоні порожнини ливарної форми 2 на спеціальних опорах 5, які забезпечують симетричне розташування контейнера (патрона, капсули) відносно стінок ливарної форми без контакту з ними. За рахунок тепла рідкого металу контейнер (патрон, капсула) 3 нагрівається до температури вище температури плавлення матеріалу, з якого він виготовлений, завдяки чому контейнер (патрон, капсула) 3 розплавляється і добавка 4, розміщена в ньому, розплавляється (розчиняється) в об'ємі розплаву і засвоюється розплавом, що призводить до формування заданої структури металу в об'ємі злитка. Пропонована ливарна форма дозволяє відливати високоякісні злитки при значному спрощенні технології їх виробництва, наприклад злитки з чавунів і сталей, оброблені в процесі заливання графітизувальними, сфероїдизувальними і карбідостабілізувальними добавками. Розглянемо використання запропонованої ливарної форми для виготовлення чавунного злитка, в якому завдяки обробці вихідного сірого чавуну в ливарній формі сфероїдизувальним модифікатором формується структура високоміцного чавуну з кулястим графітом. 1 UA 69051 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Приклад 1. Ливарна форма виготовлялась шляхом ущільнення в опоках піщано-глинистої суміші ручними трамбівками. Після виїмки відповідних моделей отримували ливникову систему 1 і робочу порожнину злитка 2. В робочу порожнину 2 ливарної форми перед заливкою рідким чавуном встановлювали алюмінієвий контейнер (патрон, капсулу) 3, на спеціальних опорах 5, які забезпечували розташування патрона (контейнера, капсули) в центральній (осьовій) зоні порожнини ливарної форми 2 симетрично відносно стінок ливарної форми без контакту зі стінками. В алюмінієвому контейнері розміщували зернистий сфероїдизувальний модифікатор 4. В якості сфероїдизувального модифікатора 4, застосовували лігатуру VL63(M) виробництва Німеччини, яка містить 45 % Si, 5,9 % Mg, 2,0 % Са, 0,7 % РЗМ, решта Fe. Кількість модифікатора з розміром часток 2,0...2,5 мм складала 1,5 % від маси оброблюваного розплаву чавуну. Вихідний рідкий чавун виплавляли в індукційній тигельній печі ІЧТ-006. В якості основних шихтових матеріалів використовували доменний чушковий чавун і сталевий брухт. Для доведення чавуну за вмістом Si, Mn, С використовували добавки у вигляді феросплавів ФС75, ФМн70 і вуглецевого бою. Заливку ливарних форм розплавом вихідного чавуну здійснювали конічним поворотним ковшем. Температура заливки металу в ливарну форму складала 1450...1470 °С. В ході заливки ливарної форми і підйому дзеркала металу в формі рідкий чавун омивав контейнер (патрон, капсулу) 3, який розплавлявся і розчинявся разом з модифікувальною добавкою 4, що забезпечувало засвоєння добавки розплавом (рідким чавуном). Якість металу досліджуваного злитка оцінювали за макро- і мікроструктурою. За результатами оцінки макрошліфа було встановлено, що використання запропонованої ливарної форми забезпечило отримання злитка з однорідною, рівномірною структурою по всьому об'єму злитка без дефектів, без залишків контейнера (патрона, капсули) і модифікувальної добавки, що вказує на повне їх розчинення і засвоєння розплавом. У мікроструктурі досліджених зразків, вирізаних з отриманого експериментального злитка, спостерігалося утворення відносно однорідної структури, що складається з перліто-феритної металевої основи з включеннями графіту правильної кулевидної форми з діаметром, що відповідає балу ШГд15 в зовнішньому (поверхневому) шарі злитка і ШГд15 спільно з ШГд25 - в осьовій зоні злитка. Джерела інформації: 1. Кузьмин И.В. и др. Модифицирование мелких изложниц в форме. В сб. Повышение стойкости изложниц. - № 3. - М.:, «Металлургия», 1975. - С. 30-46. 2. Патент України № 80101 С2. B22D 7/06 B22D 15/00 B22D 27/20 С21С 7/04 С21С 7/076 С22С 35/00 / Спосіб виготовлення виливків для одержання двошарових листопрокатних валків, ливарна форма і модифікатор для здійснення способу / Хричиков В.Є., Хитько О.Ю., Кліменко Ф.К., Бойко Л.Г. - Заяв. 21.06.2004. Опубл. 27.08.2007, Бюл. № 13, 2007 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Ливарна форма для виготовлення злитків, яка містить робочу порожнину, ливникову систему, яка відрізняється тим, що в робочій порожнині розміщується спеціальний металевий контейнер (патрон, капсула), корпус якого виконаний з металу або сплаву, що має температуру плавлення нижчу, ніж розплав, що заливається, який попередньо встановлюється і закріплюється в осьовій (центральній) зоні порожнини ливарної форми перед заливкою розплаву на спеціальних опорах, які забезпечують симетричне розташування контейнера (патрона, капсули) відносно стінок ливарної форм без контакту з ними, всередині якого розміщуються порошкоподібні, гранульовані, зернисті або брикетовані модифікувальні (легувальні і т. ін.) добавки для обробки розплаву (модифікування, легування і т. ін.) всередині ливарної форми в процесі її заливки. 2 UA 69051 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3