способ направленной кристаллизации и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ направленной кристаллизации, включающий расплавление в тигельной плавильной печи металла, заливку его в литейную форму, которую затем по мере затвердевания отливки перемещают относительно зоны нагрева, отличающийся тем, что перед плавлением металла литейную форму устанавливают в верхнюю часть тигельной плавильной печи, закрепляют ее, а после расплавления металла тигельную плавильную печь вместе с литейной формой поворачивают на 180^o.

2. Устройство для направленной кристаллизации, содержащее тигельную плавильную печь, имеющую механизм поворота, литейную форму и холодильник, закрепленный на механизме перемещения, который смонтирован на раме печи, отличающееся тем, что холодильник установлен на литейную форму, размещенную в верхней части тигельной плавильной печи, при этом боковая поверхность литейной формы совпадает с боковой поверхностью верхней внутренней части тигельной плавильной печи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение при получении отливок в машиностроении.

Известен способ получения отливок методом направленной кристаллизации, согласно которому литейную форму помещают в нагревательную печь, заливают расплавом и опускают в ванну с жидкометаллическим охладителем по мере затвердевания отливки.

Известно устройство для направленной кристаллизации, которое содержит литейную форму, нагревательную и плавильную печи, устройство подъема и опускания формы, ванну с жидкометаллическим охладителем.

Из известных способов направленной кристаллизации наиболее близким к предлагаемому является способ, по которому литейную форму устанавливают на холодильник, помещают в нагревательную печь, заливают расплавом и перемещают относительно зоны нагрева по мере затвердевания отливки.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство, которое содержит литейную форму, установленную на холодильник и помещенную в нагревательную печь, холодильник закреплен на механизме подъема и опускания формы. Для плавки и заливки расплава в форму предусмотрена тигельная индукционная печь с механизмом поворота.

Известный способ и устройство имеют высокую энергоемкость, связанную с наличием отдельной нагревательной печи.

Для уменьшения энергоемкости в предлагаемом способе расплавленный в тигле плавильной печи металл заливают в литейную форму, которую затем по мере затвердевания отливки перемещают относительно зоны нагрева, при этом перед плавлением металла литейную форму устанавливают в верхнюю часть тигля, закрепляют ее, а после расплавления металла тигель вместе с литейной формой поворачивают на 180 градусов; а в устройстве для направленной кристаллизации, содержащем литейную форму, тигельную плавильную печь, имеющую механизм поворота, и холодильник, закрепленный на механизме перемещения, который размещается на раме печи, холодильник установлен на литейную форму, размещенную в верхней части тигля плавильной печи, при этом боковая поверхность формы совпадает с боковой поверхностью верхней внутренней части тигля.

На чертеже изображено устройство, вертикальный разрез.

Устройство содержит тигель 1, установленный в индукторе 2 плавильной печи, имеющей механизм поворота. Тигель 1 закреплен в индукторе 2 при помощи футеровочной смеси 3. Литейная форма 4 установлена в верхней части тигля. Внутренняя боковая поверхность тигля выполнена сужающейся книзу. Это обеспечивает надежную фиксацию формы 4 в тигле 1. А то, что боковая поверхность формы 4 совпадает с боковой поверхностью верхней внутренней части тигля 1, обеспечивает плотный контакт и предотвращает выливание металла в зазор между тиглем и формой. В форме 4 предусмотрена литниковая воронка 5 для заливки в форму расплава. Сверху формы 4 расположен холодильник 6, закрепленный на механизме перемещения 7, который размещен на раме 8 индуктора 2.

Способ осуществляется следующим образом. В тигель плавильной печи загружают шихту, в верхнюю часть тигля устанавливают литейную форму, сверху форму накрывают и прижимают холодильником, который крепят к механизму перемещения. После расплавления металла в тигле, его вместе с формой переворачивают на 180 градусов и заливают металл (во время переворачивания) в рабочую полость формы. В дальнейшем, по мере затвердевания отливки, форму перемещают из тигля вниз. В процессе перемещения работает плвильная печь и, тем самым, обогревается часть формы, находящаяся в тигле. В результате, без применения дополнительной нагревательной печи, обеспечивается направленная кристаллизация отливок в литейной форме. Когда форма выйдет из тигля, ее снимают с холодильника, тигель возвращают в исходное положение и процесс повторяют.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В тигель 1 загружается требуемое количество шихты, в верхнюю часть тигля 1 устанавливается литейная форма 4 и начинается процесс плавки при помощи индуктора 2. После расплавления металла 9 в тигле 1, устройство поворачивается на 180 градусов в сторону литниковой воронки 5. На чертеже направление этого поворота показано стрелкой. При повороте расплав 9 заливается в форму 4, которая затем, при помощи механизма перемещения 7, вытягивается из тигля 1. При этом работает индуктор 2 и поддерживает металл формы, находящийся в зоне его действия, в жидком состоянии. Из-за крутых температурных градиентов, вызванных использованием холодильника 6 и обогревом металла в форме 4 индуктором 2, по мере перемещения формы 4 из тигля 1 в отливках формируется столбчатое макростроение. Когда форма выйдет из тигля 1, она снимается с холодильника 6, устройство возвращается в исходное положение, тигель 1 очищается и процесс повторяется снова.