ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЗАЛИВКИ МЕТАЛЛА

Решение относится к литейному производству-технологии литья металлов, а конкретно, к конструкции литниково-питающей системы.
Применяемые в настоящее время литниковые системы состоят из литниковой воронки, стояка, литниковых ходов, шлакоуловителей, питателей и прибыли (см. Дубицкий Г.М. Литниковые системы. - Машгиз, 1962, с.9., фиг.1Б.).
Однако в верхних дождевых литниковых системах возможно разбрызгивание металла при заливке, это является причиной дефектов отливки: усадочных раковин и др.
В качестве прототипа принята литниковая система, защищенная патентом РФ №2088372, МКИ 1 В22С 9/08, опуб. 27.08.1997.
Литниковая система содержит заливочную чашу, стояк, питатели, литниковые ходы и выпоры.
Однако при использовании этой литниковой системы так же возможно разбрызгивание металла при попадании его в основание стояка, что является причиной образования дефектов. Кроме того, не предусмотрено фильтрационное рафинирование металла в процессе его разливки.
Решаемая задача - повышение качества разливаемого металла.
Технический результат - исключение дефектов, связанных с турбулентным режимом поступления металла в форму.
Этот технический результат достигается тем, что в литниковой системе, содержащей литниковую чашу, стояк и питатели, у основания стояка расположена воронка с горообразными стенками, с зазором между ее наружной стенкой и стенкой стояка, причем, воронка выполнена из огнеупорного и термостойкого материала, с утяжеленной донной частью, полость тора заполнена минеральной ватой, а в верхней части стояка под литниковой чашей расположен фильтроэлемент в виде пористой спеченной керамической структуры на основе карбида кремния с алюмосиликатным наполнителем, обеспечивающий получение компактной струи металла вдоль оси стояка.
Предлагаемая конструкция воронки в совокупности с фильтроэлементом обеспечивает компактную струю металла уже при выходе ее из фильтроэлемента за счет его высокой смачиваемости при низкой шероховатости благодаря изготовлению его в виде пористой керамической структуры на основе карбида кремния и алюмосиликатного наполнителя, а воронка принимает струю металла в нижней части стояка. Утяжеленная нижняя часть
воронки
металла
воронки
металла
3
воронки предотвращает ее опрокидывание, а т.к. ρ<ρ, где ρ, ρ - плотности воронки и металла, кг/м, воронка всплывает в процессе заполнения стояка металлом. Зазор между ее наружной стенкой и стенкой стояка необходим для ее свободного подъема.
Предлагаемая литниковая система приведена на чертеже. Она включает литниковую чашу 1, стояк 2, питатели 3. У основания стояка 2 установлена воронка 4 с горообразными стенками, полость 5 заполнена минеральной ватой, что делает ее и теплоизолирующим экраном, а донная часть 6 утяжелена стержневой смесью, чтобы противостоять опрокидыванию.
В верхней части стояка установлен фильтрующий элемент 7 в виде пористой спеченной керамической структуры на основе карбида кремния. Такие структуры известны (см. например, патент РФ №2174894, B22F 3/11 опуб. 20.10.2001). В данном случае пористая структура изготовлена на основе карбида кремния с алюмосиликатным наполнителем - для обеспечения высокой смачиваемости заливаемого металла.
Литниковая система работает следующим образом. В начальный момент времени воронка 4 располагается у основания стояка 2, где начинается массивная часть отливки. При разливке компактная струя металла, организованная фильтроэлементом 7, падает в воронку 4, не разбрызгиваясь. По мере заполнения формы металлом воронка 4, нагреваясь, постепенно всплывает по стояку 2 под фильтроэлемент 7, являясь теплоизолирующим экраном для верхней прибыльной части отливки, организуя легкоотделяемую прибыль. Это возможно благодаря низкому коэффициенту теплопроводности минеральной ваты - λ=0,02-0,05 вт/мК.
Изготавливали отливки роликов из сплава АК9ч (ГОСТ 1583-93) массой 2,6 кг без применения предлагаемого решения. В питателях 3 возникал турбулентный поток расплава, отливка имела дефекты: корольки и др. При использовании предлагаемого решения эти дефекты полностью устранены.