Результат интеллектуальной деятельности: ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА С ЗУМПФ-ВСТАВКОЙ

Настоящее изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для подвода расплавленного металла, и может быть использовано при изготовлении литниковых систем с зумпф-вставкой.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является литниково-питающая система, состоящая из литниковой чаши, вертикального стояка, шлакоуловителя, расположенного в горизонтальной плоскости, питателей, боковой проливной прибыли, верхней сливной прибыли, дросселя, зумпфа и выпора (Шарифьянов Ф.Ш. и Мамлеев Р.Ф. Проектирование отливок. Учебное пособие. Уфа, Уфимский государственный авиационный технический университет, 2002 год, 205 с. с ил., рис.3.6, стр.125-126).

Недостатками известной литниково-питающей системы являются:

- недостаточное качество отливок;

- сложность разделения литниково-питающей системы на части на выбивной решетке.

Заявляемое техническое решение направлено на улучшение качества отливок и расширение технологических возможностей за счет облегчения разделения литниковой системы на части на выбивной решетке.

Технический результат достигается тем, что в литниковой системе, содержащей литниковую чашу, вертикальный стояк, с размещенным под ним зумпфом, горизонтально расположенный в нижней полуформе шлакоуловитель с перпендикулярно отведенными от него питателями и дросселем, вертикальный стояк размещен по центру формы над шлакоуловителем, расположенным по обе стороны вертикального стояка симметрично его оси, под вертикальным стояком в нижней полуформе размещена изготовленная из стержневой смеси зумпф-вставка, имеющая П-образную форму и состоящая из центральной и боковых частей, при этом в центральной части зумпф-вставки выполнен зумпф, а с обеих сторон зумпфа на трех внутренних поверхностях зумпф-вставки размещены два дросселя, имеющие вид треугольных призм, и одновременно выполняющие функцию концентраторов напряжения, боковые части зумпф-вставки являются частью шлакоуловителя.

На фиг.1 показана литниковая система с зумпф-вставкой, общий вид.

Литниковая система содержит шлакоуловитель 1, горизонтально расположенный в нижней полуформе 2. По центру формы над шлакоуловителем 1 симметрично его оси расположен вертикальный стояк 3 с литниковой чашей 4. Под вертикальным стояком 3 в нижней полуформе 2 размещена зумпф-вставка. По обе стороны вертикального стояка 3 перпендикулярно шлакоуловителю 1 отведены питатели.

Литниковая чаша 4 представляет собой воронку и служит для приема из ковша струи расплавленного металла.

Вертикальный стояк 3 представляет собой вертикальный цилиндрический канал, из которого металл поступает к другим элементам литниковой системы.

Шлакоуловитель 1 представляет собой трапецеидальный канал, горизонтально расположенный в нижней полуформе 2. Питатели являются каналом для подвода расплавленного металла непосредственно в полость формы.

Зумпф-вставка имеет П-образную форму и состоит из центральной части 5 и боковых частей 6.

В центральной части 5 зумпф-вставки выполнен зумпф, представляющий собой углубление под вертикальным стояком 3. Зумпф предназначен для ослабления размывающего воздействия на форму падающей струи жидкого металла в начале заполнения вертикального стояка 3.

С обеих сторон зумпфа на трех внутренних поверхностях зумпф-вставки (боковые стенки и низ) размещены два дросселя 7, имеющие вид треугольных призм. Дроссели 7 представляют собой местное сужение, выполненное с целью «запирания» вертикального стояка 3 и тем самым поддержания его в заполненном состоянии при заливке формы, а также для удерживания определенного уровня сплава в литейной чаше 4.

Таким образом, наличие дросселей 7 снижает вероятность возникновения такого дефекта на отливках, как шлаковый засор, поскольку шлаковые включения не попадают в форму, а скапливаются на поверхности сплава в литейной чаше 4.

Одновременно с функцией контроля расхода сплава в форму (удержание расчетного напора в вертикальном стояке 3) дроссели 7 выполняют функцию концентраторов напряжений, являясь зоной деформации и разрушения. Это позволяет литниковой системе, проходя после кристаллизации по выбивной решетке, гарантированно разделяться на три части.

Боковые части 6 зумпф-вставки являются частью шлакоуловителя 1, размещенного в нижней полуформе 2 по обе стороны вертикального стояка 3 симметрично его оси.

Зумпф-вставку изготавливают из стержневой смеси, которая обладает более высокими прочностными характеристиками, чем формовочная смесь, из которой изготовлены другие части литниковой системы. Это позволяет использовать зумпф-вставку для исключения размыва поверхности формы в районе зумпфа и дросселей 7, снижая вероятность возникновения таких дефектов на отливках, как земляной засор и песчаные раковины.

Литниковая система с зумпф-вставкой работает следующим образом.

Сплав из литейного ковша заливают в литейную чашу 4, далее через вертикальный стояк 3 сплав попадает в центральную часть 5 зумпф-вставки. Проходя через дроссели 7, уровень сплава повышается за счет уменьшения проходного сечения в зоне дросселей 7. Затем сплав заполняет остальные элементы литниковой системы и полость формы. После заполнения всей полости формы сплавом происходит процесс кристаллизации. После окончания кристаллизации производят выбивку отливок от литниковой системы на выбивной решетке. Проходя по выбивной решетке, литниковая система, разрушаясь в зоне концентраторов напряжений зумпф-вставки, разделяется, как минимум, на три части - стояк с чашей, левая ветка литниковой системы, правая ветка литниковой системы. Разделение литниковой системы снижает массу падающих ее частей, смягчая силу удара при прохождении по ярусам выбивной решетки, что в свою очередь обеспечивает снижение уровня таких дефектов отливок, как коробление, скол и забоина.

Таким образом, литниковая система с зумпф-вставкой создает оптимальные условия для получения качественных отливок.

Использование заявляемого технического решения позволяет:

1. Улучшить качество отливок, снизив вероятность возникновения следующих дефектов:

- шлаковый засор - за счет наличия дросселей, позволяющих гарантированно удерживать определенный уровень сплава в литейной чаше, в результате чего шлаковые включения не попадают в форму, а скапливаются на поверхности сплава в литейной чаше;

- земляной засор и песчаные раковины - за счет исключения размыва поверхности формы в районе зумпфа и дросселей, благодаря тому, что зумпф-вставка изготовлена из стержневой смеси, обладающей более высокими прочностными характеристиками, чем формовочная смесь, из которой изготовлены другие части литниковой системы;

- коробление, скол и забоина - за счет гарантированного разделения литниковой системы, что влечет за собой снижение массы падающих на выбивную решетку частей литниковой системы и смягчает силу удара при прохождении по выбивной решетке.

2. Расширить технологические возможности за счет облегчения разделения элементов литниковой системы на части при прохождении по выбивной решетке, благодаря наличию дросселей, которые одновременно выполняют функцию концентраторов напряжений.