СТОЯК ЛИТНИКОВО-ПИТАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОТЛИВОК

Полезная модель относится к литейному производству, в частности, к технологии внутреформенного модифицирования чугуна.
Известна типичная (существующая) литниково-питающая система - система каналов и элементов литейной формы, включающая литниковую воронку (чашу), стояк - вертикальный канал, заканчивающийся зумпфом и другие элементы (Литейное производство: Учебник для металлургических специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / Под. общ. ред. А.М.Михайлова. - М.: Машиностроение, 1987. - 256 с.; С.106-107, рис.47).
Недостатком данной литниково-питающей системы литейной формы является то, что она не применяется для внутриформенного модифицирования при получении модифицированных отливок, так как ее стояк, зумпф и другие элементы литниково-питающей системы не содержат модифицирующих вставок, брикетов, сыпучих модификаторов и т.п.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стояк, как конструктивный элемент существующей (типичной, обычной) конструкции литниково-питающей системы литейной формы с размещенным в зумпфе смесевым дисперсным модификатором, для обеспечения растворимости, улучшения смачиваемости и равномерности растворения которого в расплаве в него (в модификатор) добавляют газотворные вещества [сублимирующие соединения магния, который при повышенной температуре образует пары, взрыхляющие поверхностные слои модификатора или кальций-стронциевый карбонат, который диссоциирует при повышенной (930-950°С) температуре по реакции (Са,Sr)CO3→СаO+SrO+CO2↑, и образующийся углекислый газ взрыхляет смесевой модификатор]. (1. Болдырев, Д.А. Применение смесевых комплексных модификаторов с кальций-стронциевым карбонатом при получении отливок деталей легкового автомобиля из высокопрочного и серого чугунов // Д.А.Болдырев, В.А.Чайкин, А.В.Чайкин / Литейщик России. - 2010. - №1. - С.23; С.25. 2. Чайкин, В.А. Научное обоснование и технологическое обеспечение применения дисперсных модификаторов и рафинирующих смесей для внепечной обработки чугунов и сталей // В.А.Чайкин. - Автореферат дисс. на соиск. уч. степени д.т.н. - Магнитогорск. - 2011. - С.26 - шестая глава. 3. Чайкин, В.А. Моделирование процесса позднего модифицирования // В.А.Чайкин, А.В.Чайкин, И.Н.Вольнов / Литейщик России. - 2011. - №1. - С.13, С.14 - прототип).
Недостатками данного стояка существующей (типичной) литниково-питающей системы литейной формы являются неэффективность и ненадежность его в работе (в эксплуатации) ввиду несвоевременного срабатывания газотворных веществ, входящих в состав смесевого модификатора из-за запаздывания их прогрева до температур (~900-1000°С) и образования паров магния и углекислого газа, что вызовет спекание смеси, перекрытие ходов (питателей) литниковой системы и расплав не поступит в литейную форму.
Техническим результатом заявляемого стояка литниково-питающей системы литейной формы для получения модифицированных отливок является создание нового типа стояка с газифицируемой вставкой и смесевым дисперсным модификатором, обеспечивающего эффективную и надежную работу, высокую степень усвоения модификатора расплавом и получение качественных модифицированных чугунных и стальных отливок.
Укзаный технический результат достигается тем, что в стояке литниково-питающей системы литейной формы для получения модифицированных отливок, включающем зумпф, и смесевой дисперсный модификатор, в зумпфе установлена газифицируемая вставка, на которой размещен смесевой дисперсный модификатор.
Причем газифицируемая вставка выполнена из блочного пенопласта по форме зумпфа.
При этом газифицируемая вставка выполнена из блочного пенопласта в форме цилиндра.
А также газифицируемая вставка выполнена в виде засыпки, состоящей из гранул пенополистирола.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен стояк, заканчивающийся зумпфом, литниково-питающей системы литейной формы (в разрезе) для получения модифицированных отливок; на фиг.2 - тот же стояк с установленной в зумпфе газифицируемой вставкой, выполненной из блочного пенопласта по форме зумпфа с размещенным на ней смесевым модификатором; на фиг.3 - фрагмент того же стояка с газифицируемой вставкой, установленной в зумпфе, выполненной из блочного пенопласта в форме цилиндра; на фиг.4 - фрагмент того же стояка с газифицируемой вставкой в зумпфе, выполненной в виде засыпки, состоящей из гранул пенополистирола.
Стояк литниково-питающей системы литейной формы для получения модифицированных отливок включает зумпф 1 (фиг.1), в котором установлена газифицируемая вставка 2, на которой размещен смесевой дисперсный модификтор 3 (фиг.2).
Газифицируемая вставка 2 выполненна из блочного пенопласта по форме (соответствующей форме) зумпфа (фиг.2).
Газифицируемая вставка 2 выполненна из блочного пенопласта в форме цилиндра (фиг.3).
Газифицируемая вставка 2 выполнена в виде засыпки состоящей из гранул пенополистирола (фиг.4).
При изготовлении формы стояк формуется в верхней полуформе 4, а зумпф 1 - в нижней 5. В зумпф 1 устанавливают газифицируемую вставку 2, выполненную из блочного пенопласта по (ответной) форме зумпфа 1 и производят сборку (спаривание полуформ 4 и 5) литейной формы. Затем в стояк через литниковую воронку подают (засыпают) смесевой дисперсный модификатор 3, который размещается на вставке 2.
Вставку 2, выполненную в форме цилиндра устанавливают в зумпфе 1 стояка так же до спаривания полуформ 4 и 5. Вставку 2 в виде засыпки, состоящей из гранул пенополистирола, устанавливают (засыпают) в зумпф 1 стояка через литниковую воронку, а затем в стояк через литниковую воронку засыпают смесевой дисперсный модификатор 3.
Работа стояка литниково-питающей системы литейной формы для получения модифицированных отливок (фиг.2) заключается в следующем. Во время заливки при поступлении первых порций металлического расплава в стояк происходит замешивание в него частиц смесевого дисперсного модификатора 3. Одновременно под действием высокой темпертуры металла происходит размягчение и термодеструкция (плавление, испарение, газификция) пенопластовой вставки 2, выполненной по форме зумпфа. Образующиеся при этом пары и газы взрыхляют смесевой дисперсный модификатор 3, вызывают барботирование и турболизацию металлического потока, что способствует смыванию со стенок стояка частиц модификатора 3 и интенсифицирует его растворение в расплаве.
В результате термодиструкции пенопластовой вставки 2, выполненной в форме зумпфа, освобождается место, которое она занимала в зумпфе и металл безпрепятственно проходит через зумпф 1 стояка в питатель 6 литниково-питающей системы и заполняет форму модифицированным чугуном или сталью, включая полость самой отливки (на фиг. не показана).
Работа стояка литниково-питающей системы литейной формы с пенопластовой вставкой 2 в виде цилиндра (фиг.3) и в виде засыпки, состоящей из гранул пенополистирола (фиг.4), также претерпевающих термодеструкцию, аналогична работе стояка с пенопластовой вставкой 2, выполненной по форме зумпфа. Разновидности (вариантность) вставок позволяют выбрать тот или иной вариант получения отливок из модифицированного чугуна или стали, исходя из производственно-технологических возможностей.
Таким образом, предлагаемый стояк литниково-питающей системы литейной формы для получения модифицированных отливок имеет простую конструкцию, надежен в работе, обеспечивает высокое усвоение смесевого дисперсного модификатора расплавом, однородность структуры и равномерность свойств в отливках, позволяет повысить их прочностные, качественные и эксплуатационные характеристики.