КЕРАМИЧЕСКАЯ ЧАША

Полезная модель относится к области металлургии, в частности, к технологии литья, и может использоваться в технологии высокоточного литья по выплавляемым моделям.
Известна конструкция литниковой системы с керамической чашей (Патент RU 2 644 868, МПК B22C 9/08, публ. 14.02.2018), при этом керамическая чаша состоит из конусообразной верхней части и цилиндрической нижней части. Расплавленный металл подается в керамическую чашу, затем поступает в вертикальный колодец, где происходит торможение потока за счет дроссельного устройства и отделение первой порции в расширяющейся части.
Недостатком данного изобретения является отсутствие в конструкции керамической чаши конкретной разработанной геометрии, что приводит к вероятному переливу металла и разбрызгиванию за пределы объема чаши при осуществлении процесса заливки металла. Также отсутствие фильтра в керамической чаше приводит к турбулентному потоку металла и возможности попадания далее в отливку керамических засоров.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемой полезной модели и не может быть реализовано при использовании прототипа, является вероятный перелив металла и разбрызгивание за пределы объема чаши и турбулентный поток металла.
Технической задачей полезной модели является исключение перелива металла и разбрызгивание за пределы объема керамической чаши и турбулентного потока металла.
1
2
Техническая проблема решается тем, что в керамической чаше, содержащей коническую верхнюю часть и цилиндрическую внутреннюю нижнюю часть, согласно полезной модели, отношение внутреннего диаметра входного отверстия Д конической верхней части к внутреннему диаметру выходного отверстия Д конической части равно 1,5-2,5, а коническая верхняя часть выполнена под углом α, равным 10-20°относительно центральной оси, с возможностью установки фильтра на цилиндрическую внутреннюю нижнюю часть.
Кроме того, согласно полезной модели, фильтр выполнен пенокерамическим.
1
2
В отличие от прототипа, отношение внутреннего диаметра входного отверстия Д конической верхней части к внутреннему диаметру выходного отверстия Д конической верхней части  равно 1,5-2,5, а коническая часть  относительно центральной оси выполнена под углом α, равным 10-20°, с возможностью установки фильтра на цилиндрическую внутреннюю нижнюю часть, исключает вероятность перелива металла и разбрызгивания за пределы объема чаши при заливке, а также формирование ламинарного потока металла при заливке, что приводит к  снижению количества брака засорного характера в отливках.
На фиг. 1 представлен продольный разрез керамической чаши.
1
2
Керамическая чаша (без позиции) крепящаяся к модельному блоку при помощи модельной массы, содержит коническую верхнюю часть 1, цилиндрическую внутреннюю нижнюю часть 3 с возможностью установки фильтра 4, центральную ось 5. В керамическую чашу устанавливают фильтр, например, пенокерамический с огнеупорным уплотнителем, обеспечивая стабильную фиксацию пенокерамического фильтра, при этом керамическая чаша служит  для приема металла во время заливки в керамическую форму 2. Геометрические параметры керамической чаши разработаны с применением численного моделирования процесса заливки, исходя из оптимального соотношения массы материала керамической чаши и рабочего объема ее полости, обеспечения требуемого удельного расхода заливаемого металла при использовании фильтра, например, пенокерамического, а также отсутствия вероятности перелива металла и разбрызгивания за пределы объема чаши при заливке. В связи с этим, отношение внутреннего диаметра Д входного отверстия 6 конической верхней части 1 к внутреннему диаметру Д выходного отверстия 7 конической верхней 1 части равно 1,5-2,5. Коническая верхняя часть 1 выполнена под углом α, равным 10-20° относительно центральной оси 5.
Также стабильная фиксация фильтра, например, пенокерамического формирует ламинарный поток металла при заливке, далее снижает количество брака засорного характера в отливках.
1
2
При отношении внутреннего диаметра Д входного отверстия 6 конической верхней части 1 к внутреннему диаметру Д выходного отверстия 7 конической верхней 1 части менее 1,5, и если коническая верхняя часть 1 выполнена под углом α, равным менее 10° относительно центральной оси 5, то это приводит к дополнительным трудностям при заливке металла в чашу, таким как расплескивание металла, перелив металла из чаши.
1
2
При отношении внутреннего диаметра Д входного отверстия 6 конической верхней части 1 к внутреннему диаметру Д выходного отверстия 7 конической верхней 1 части более 2,5, и если коническая верхняя часть 1 выполнена под углом α, равным более 20° относительно центральной оси 5, то это приводит к повышению удельного расхода металла.
Проведены экспериментальные работы по внедрению в производство предлагаемой геометрии и керамической чаши. Получен положительный технический эффект в операции литья по выплавляемым моделям.
Технология высокоточного литья по выплавляемым моделям применяется, в частности, к сплавам на основе никеля и может быть использована при получении крупногабаритных многоместных форм для заливки деталей (лопаток) авиационных, а также других литых деталей летательных аппаратов при заливке в вакууме, работающих под действием высоких нагрузок и температур.
Таким образом, предлагаемая полезная модель с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, способствует исключению перелива металла и разбрызгиванию за пределы объема керамической чаши и турбулентного потока металла.