Виливниця для лиття шихтових заготівок встановлених розмірів

Реферат: UA 70078 U UA 70078 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до металургії, а саме до лиття зливків жаростійких нікелевих столів, і може бути використана під час виготовлення заготівок встановлених типорозмірів для подальшого переплавлення в процесі лиття відповідальних деталей газотурбінних двигунів. Відома конструкція виливниці для отримання зливків, товщина стінки якої в кожному поперечному перерізі за висотою становить 0,4-0,55 радіуса внутрішньої порожнини. На зовнішній поверхні на відстані 0,23-0,27 радіуса внутрішньої порожнини від нижнього торця виконана проточка, ширина якої дорівнює 0,23-0,27 радіуса внутрішньої порожнини, а глибина 0,05-0,15 товщини стінки в нижній частині виливниці [1]. Згадана вище розробка не забезпечує усунення усадкової порожнини. Це, в свою чергу, не дає можливості отримувати зливки встановлених типорозмірів. Тобто зливки, відлиті з використанням такої виливниці, можуть мати усадкову порожнину більшу за 50 % від довжини зливка, що є неприпустимим для лиття дорогих жароміцних стопів. Відома виливниця для виливки зливків зі змінним перерізом стінок, що має в прибутковій частині глуху кільцеподібну суцільнолиту порожнину, заповнену теплоізолюючим матеріалом, причому порожнина розташована симетрично за висотою прибуткової частини, виливниця розширена донизу, об'єм прибуткової частини становить 0,15-0,20 об'єму виливниці, а її висота дорівнює 0,2-0,3 висоти виливниці, при цьому висота кільцеподібної порожнини дорівнює 0,5-0,8 висоти прибуткової частини, відношення ширини порожнини у верхньому й нижньому перерізах становить 0,7-4,0, а товщина стінки прибуткової частини, що прилягає до робочої поверхні, дорівнює 0,7-1,2 найменшої товщини стінки виливниці [2]. Недоліком описаної вище виливниці є складна конструкція, яка передбачає використання прибуткової частини з порожниною. Використання металевої прибуткової надставки потребує значних фінансових та трудових витрат на їх заміну та можливий ремонт. Конструкція виливниці не передбачає піддону знизу. Це може спричинити протікання металу або потрапляння неметалевих включень на нижній зріз зливку, що негативно вплине на його чистоту. Відома глуходонна, розширена догори виливниця для сталевих зливків з порожниною у її нижній частині у вигляді півсфери, яка складається з корпуса з широкими й вузькими гранями, цапфи на цих гранях й верхнього стовщеного торця, від нижньої підстави зовнішня поверхня корпуса в місці з'єднання граней виконана зі скосами до рівня переходу порожнини у півсферу, при цьому нижня підстава має форму неправильного восьмикутника, довжини сторін якого, що відповідають вузьким і широким граням, дорівнюють 0,58-0,68 і 0,14-0,22 відповідних довжин його осей, а верхній стовщений торець у місці прилягання цапф виконаний з припливами шириною 0,42-0,50 ширини вузької грані у верхній підставі й товщиною 0,05-0,07 товщини стінки виливниці у верхній підставі [3]. Запропонована конструкція виливниці використовується переважно для зливу залишків металу, дозволяє отримувати зливки для подальшого переплавлення в металургійній промисловості, але не дозволяє усунути усадкову порожнину, яка без застосування спеціальної технології може дорівнювати до 80 % тіла зливка, тобто може значно знизити вихід придатного лиття, що є неприйнятним для роботи з дорогими нікелевими стопами. Найближчим аналогом вибрана виливниця для одержання шихтових заготівок нікелевих стопів. Вона виконана у вигляді сталевої труби з відокремленою заглушкою. Труба розділена неметалевими вставними дисками з центральними отворами для перетікання розплаву. Диски розміщені у трубі на відстанях від заглушки і один від одного, що обумовлені заданими розмірами шихтових заготівок. Виливниця доповнена знімною сталевою заливальною лійкою, що встановлена на відкритому торці труби, а заглушка на іншому торці виконана зі сліпими отворами для одержання зразків з метою атестації шихтових заготівок [4]. Недоліками запропонованої виливниці є її складна конструкція, додаткове використання різноманітних матеріалів та елементів складної конфігурації, а також застосування додаткового обладнання для виштовхування зливків. Крім цього, зливки з такими типорозмірами не потребують їх розділення на частини. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити виливницю для отримання зливків встановлених типорозмірів без усадкової порожнини з низьким вмістом ендогенних та екзогенних вкраплень. Для вирішення задачі розроблено металеву виливницю, яка складається зі сталевої труби (форми), верхня частина виливниці виготовлена тоншою на 1/4 висоти виливниці та має утеплювальну вставку, зовні на відстані 1/8 від верха виливниці по периметру приварений сталевий рант. Виливниця встановлена на «сліпу» заглушку, виготовлену у вигляді масивного піддона, у формі розміщена утеплювальна вставка, зверху на формі розташована заливальна лійка, виготовлена з відпрацьованого електрокорунду. Дно лійки має випускний отвір (8 мм). 1 UA 70078 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Застосування сталевої виливниці з глухим піддоном, утеплювальною вставкою та заливальною лійкою забезпечує отримання злитків встановлених типорозмірів без усадкової порожнини та з низьким вмістом ендогенних та екзогенних вкраплень. Розроблена виливниця для лиття зливків встановлених типорозмірів без усадкової порожнини з низьким вмістом ендогенних та екзогенних вкраплень має поліпшені експлуатаційні характеристики, а саме: високу експлуатаційну стійкість та надійність. Корисна модель показана на кресленні, де зображений подовжній переріз виливниці. Виливниця має заливальну лійку 1. Лійка встановлена на утеплювальну вставку 2, розміщену в металевій формі 4. Металева форма має крізний прохід та стовщення для утеплювальної уставки зверху. Зовні на формі зроблено сталевий рант 3 для зручності маніпулювання нею у процесі виштовхування зливка. Форма встановлена на сталевий «сліпий» піддон 5. Заявлена виливниця виконує свою функцію наступним чином: заливальну лійку наповнюють рідким перегрітим розплавом, з неї крізь випускний отвір розплав потрапляє у формоутворюючу порожнину виливниці під постійним гідростатичним тиском, де кристалізується. Заповнивши виливницю, розплав контактує з утеплювальною вставкою, розташованою у прибутковій частині виливниці. Для забезпечення функціонування корисної моделі у виливницю встановлюють утеплювальну вставку, зверху на вставці розташовують заливальну лійку. Потім зібрану виливницю встановлюють у заливальну камеру індукційно-вакуумної печі на масивний піддон. Перегрітий розплав заливають в заливальну лійку, яка за рахунок різниці перерізів чаші і випускного отвору дозує подачу рідкого стопу в формоутворюючу порожнину, поступово наповнюючи її. Потрапивши в виливницю, розплав починає поволі кристалізуватися. Завдяки поступовому наповненню виливниці процес кристалізації протікає спрямовано знизу догори. Отже, стає можливим використовувати фронт кристалізації для виведення можливих газових пухирців чи неметалевих включень з міждендритного простору. Заповнивши виливницю, розплав у верхній частині вступає у взаємодію з утеплювальною вставкою. Утеплювальна вставка розміщується в прибутковій частині виливниці, висота якої дорівнює 1/4 висоти кокілю. До неї потрапляють останні рідкі порції розплаву. Головна мета використання утеплювальної вставки - це зберегти рідкий розплав якомога довше, щоб зливок у процесі кристалізації підпитувався рідким розплавом. Після заливки та витримки кокіль знімають з піддону та виймають його з заливальної камери. Потім з виливниці витягують зливок і відрізають від нього прибуткову частину. Після цього зливок можна використовувати для подальшого лиття деталей. Саме застосування заливальної чаші з отвором меншого перерізу (8 мм) та утеплювальної вставки забезпечує оптимальне використання теплофізичних процесів під час кристалізації зливка, тобто отримання зливка без усадкової порожнини та мінімальним вмістом ендогенних та екзогенних вкраплень. Застосування постійної металевої виливниці, у свою чергу, забезпечує отримання зливків встановлених розмірів, що важливо для їх подальшого використання як шихти для лиття деталей газотурбінних двигунів. Джерела інформації: 1. Патент 2364466 РФ, МПК B22D 7/06. Изложница для отливки слитка/ Тюрин В.А., Овечкин В.В., Луканин Ю.В., Красиков В.В., Будыкин В.В., Морозов А.В (RU)/ заявитель и патентообладатель Тюрин Валерий Александрович; заявл. 09.04.2008; опубл. 20.08.2009 2. Патент 1519000 РФ, МПК B22D 7/06. Изложница для отливки слитков/ Игнатов И.А., Фомин Н.А., Кузнецов А.Ф. (RU)/ заявитель и патентообладатель Игнатов Алексей Игнатьевич; заявл. 22.04.1987; опубл. 15.12.1994 3. Патент 2043880 РФ, МПК B23D 7/06. Глуходонная уширенная кверху изложница для стальных слитков/Машинский В.М., Айзатулов Р.С., Ванисов Г.М., Макаров Э.С., Косенький Ф.М. (RU)/ заявитель и патентообладатель Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"; заявл. 16.09.1992; опубл. 20.09.1995 4. Патент 2245213 РФ, МПК B22D 7/06. Изложница/ Любалин М.Д., Любалин Д.М., Любалин C.M. (RU)/ заявитель и патентообладатель Любалин Марк Дмитриевич; заявл. 17.04.2003; опубл. 27.01.2005 2 UA 70078 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Виливниця у вигляді сталевої труби зі знімною заглушкою знизу і заливальною лійкою зверху для виготовлення циліндричних шихтових заготівок з нікелевих стопів, яка відрізняється тим, що виливниця встановлюється на глуху заглушку, виготовлену у вигляді масивного піддона, лійка виготовлена з регенерованого електрокорунду, у дні лійки виконаний пропускний отвір діаметром 8 мм, верхня частина виливниці виготовлена тоншою на глибину 1/4 від висоти виливниці та має утеплювальну вставку, зовні на відстані 1/8 від верху виливниці по периметру приварений сталевий рант. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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