RU35262U1

RU35262U1 - Device for receiving cast samples

Info

Publication number: RU35262U1
Application number: RU2003126386/20U
Authority: RU
Inventors: Г.С. Исаев; В.П. Клинков; Ю.А. Копнин; Н.М. Меркулов; В.И. Симонов; В.Н. Шкроб; Г.А. Фарнасов
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиационная корпорация "Рубин"
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2004-01-10

Description

20031263862003126386

-2 Q о J I i 63 8 6-2 Q o J I i 63 8 6

IIIIII

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ ОБРАЗЦОВDEVICE FOR OBTAINING CAST SAMPLES

Полезная модель относится к литейному производству, а именно к устройствам для пол чения литых образцов с применением электрического тока и предназначено для использования, например, в кокильном литье.The utility model relates to foundry, namely, devices for producing cast samples using electric current and is intended for use, for example, in chill casting.

Известны двухстворчатые кокили, конструюдии которых регламентированы многими странами 1,2 ГОСТ 2856-79, ГОСТ 1583-93, и 3-х створчатый кокиль 3.Known double-wing chill molds, the construction of which are regulated by many countries 1,2 GOST 2856-79, GOST 1583-93, and 3-winged chill mold 3.

Однако, подобные конструкции кокилей, даже снабженные захолаживающими вставками 4, не позволяют получать структурноплотные отдельно отлитые образцы для механических испытаний. В случае получения образцов из стандартных литых заготовок 020-7-28 мм требуется их механическая обработка, производимая с удалением их литейной корки и выборкой металла в зоне рабочей частц образцов на глубину от 3-ёх до 6-и мм на сторону, VITO существенно снижает прочностные характеристики металла механически обработанных образцов и искажает достоверность результатов испытаний прочностных свойств литого металла. Особенно сильно это проявляется у сплавов системы «А1 - Си.However, similar designs of chill molds, even equipped with cooling inserts 4, do not allow obtaining structurally dense separately cast samples for mechanical testing. In the case of obtaining samples from standard cast billets of 020-7-28 mm, their machining is required, performed by removing their casting peel and selecting metal in the area of the working particles of the samples to a depth of 3 to 6 mm per side, VITO significantly reduces strength characteristics of metal of machined samples and distorts the reliability of the test results of the strength properties of cast metal. This is especially pronounced in alloys of the “A1 - Cu.

Известно также 5,6, что повышения качества металла литых образцов можно достичь за счет обработки расплава электрофизическими методами, например, разрядами электрического тока плотностью 0,1-7-10 А/см добиваясь измельчения структурных составляющих в процессе их формирования при кристаллизации, снижения общейIt is also known 5.6 that improving the quality of metal of cast samples can be achieved by treating the melt with electrophysical methods, for example, by discharges of electric current with a density of 0.1-7-10 A / cm, achieving a refinement of the structural components during their formation during crystallization, reducing the total

газонасыщенности расплава металла в результате его нагреваthe gas saturation of the molten metal as a result of its heating

проходящим электрическим током, снижения кавитационных явлений в жидкой фазе при электрогидроимпульсной обработке и выравнивания температурного поля в продольном и поперечных сечениях тела образца.passing electric current, reducing cavitation in the liquid phase during electrohydropulse treatment and leveling the temperature field in the longitudinal and cross sections of the sample body.

Целью полезной модели является создание простой в эксплуатации и нетрудоемкой в изготовлении конструкции устройства для получения jiHJbix образцов с сущес1венным повышением их качесгва и механических характеристик и обладающих стабильностью свойств и воспроизводимостью результатов испытаний при растяжении.The purpose of the utility model is to create a device that is easy to use and not difficult to manufacture to produce jiHJbix samples with a significant increase in their quality and mechanical characteristics and with stable properties and reproducibility of tensile test results.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем установленные на станине кокиль с заливочной чашей, электроимпульсный генератор, механизм вертикального перемещения электродов электроимпульсного генератора и стопор, механизм вертикального перемещения электродов выполнен в виде телескопической штанги, кинематически связанной с механизмом, выполняющим функцию стопора, а электроды электроимпульсного генератора установлены на телескопической щтанге соосно продольной оси формообразующей полости кокиля и образцу с возможностью их смещения друг относительно друга как в плоскости осесимметричной полости литейной формы и оси образца, так и плоскости полярной системы координат, перпендикулярной вертикальной оси щтанги. На фиг. 1 изображена схема устройства.The specified technical result is achieved due to the fact that in the device containing a chill mold with a pouring bowl, an electric pulse generator, a mechanism for vertical movement of the electrodes of the electric pulse generator and a stopper, the vertical movement of the electrodes is made in the form of a telescopic rod kinematically connected with a mechanism that performs the function a stopper, and the electro-pulse generator electrodes are mounted on a telescopic rod coaxially with the longitudinal axis of the forming cavity the chill mold and the sample with the possibility of their displacement relative to each other both in the plane of the axisymmetric cavity of the mold and the axis of the sample, and in the plane of the polar coordinate system perpendicular to the vertical axis of the rod. In FIG. 1 shows a diagram of a device.

На сварной станине 1 установлен стандартный (ГОСТ 1583-79, -93г.) 2-х створчатый кокиль 2 с уплотнительной прокладкой 3 под заливочную чашу 4 из огнеупорного теплоизоляционного материала, имеющую наружную и внутреннюю стенки 5 из жароупорной стали, пространство между которыми заполнено высокотемпературной волокнистой теплоизоляцией 6, внутри которой размещены проволочные нагреватели 7 из электротехнической стали, при этом полость 8 заливочной чаши сообщается посредством вертикально-щелевой системы с равной по объему полостью 9 кокиля 2, а литник системы сопряжен со сливнымA standard (GOST 1583-79, -93g.) 2-piece chill mold 2 with a sealing gasket 3 for a pouring bowl 4 of refractory heat-insulating material, having an outer and inner wall 5 of heat-resistant steel, the space between which is filled with high-temperature steel, is installed on the welded bed 1 fiber insulation 6, inside which are placed wire heaters 7 of electrical steel, while the cavity 8 of the pouring bowl is communicated by means of a vertical slotted system with an equal volume cavity 9 of the chill mold 2, and the gate system paired with drain

2,(2, (

отверстием 10 заливочной чаши, которое перекрывается стопором П, контактирующим с уплотнительной втулкой 12, размещенной в сливном отверстии. При этом перекрытие сливного отверстия 10 стопором 11 осуществляется посредством рычажного механизма 13., кинематичесьш связашюго с телескопической штангой 14 и механизмом вертикального перемещения электродов 15, имеющих высоковольтную огнеупорную электроизоляцию 16 и электросоединения с высоковольтным электроимпульсным генератором постоянного тока 17.the hole 10 of the pouring bowl, which is blocked by a stopper P in contact with the sealing sleeve 12, located in the drain hole. In this case, the drain hole 10 is blocked by the stopper 11 by means of a lever mechanism 13., kinematically connected with a telescopic rod 14 and a vertical movement mechanism of electrodes 15 having high-voltage refractory electrical insulation 16 and electrical connections with a high-voltage electric pulse DC generator 17.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Подключают к силовой электросети электрогидроимпульсный генератор 17, на пульте которого устанавливают необходимые по технологическому процессу режимы обработки, и переводят генератор в режим ожидания. В заливочную чашу 4 с перекрытым стопором 11 с.1швным отверстием 10 заливают дозированный объем металлического расплава, равный объему полости кокиля 2, и посредством термопарного преобразователя (непоказано) контролируют температуру металла в заливочной чаше устройства. В момент достижения расплавом температуры заливки поднимают стопор 11 и открывают сливное отверстие 10, позволяя металлическому расплаву поступать в литник вертйкальнд-Ще.левой системы и заполнять металлом полость кокиля 2, при этом электроды 15 элекгроимпульсного генератора 17 пе ремеща1ются в крайнее ншшее положение. В момент одновременного погружения электродов 15 в металл, с возникн6вени1ем между ними мёзишшчёскЪго контакта, запускакэт электроимпульсный генератор 17 и начинают обработку расплава серией импульсов, согласно установленньгх ранее режимов.The operation of the device is as follows. An electrohydropulse generator 17 is connected to the power supply network, on the panel of which the processing modes necessary for the technological process are established, and the generator is put into standby mode. A dosed volume of the metal melt equal to the volume of the mold of the chill mold 2 is poured into the pouring cup 4 with the stopper 11 closed with a 1-stitch hole 10, and the temperature of the metal in the casting cup of the device is controlled by means of a thermocouple converter (not shown). At the moment when the melt reaches the pouring temperature, the stopper 11 is lifted and the drain hole 10 is opened, allowing the metal melt to enter the gate of the Verkijkalnd-Schechel system and fill the mold of the chill mold 2 with metal, while the electrodes 15 of the electro-pulse generator 17 are moved to the extreme lower position. At the time of simultaneous immersion of the electrodes 15 in the metal, with the occurrence of less contact between them, start the electro-pulse generator 17 and begin processing the melt with a series of pulses, according to the previously established modes.

Длительность обработки расплава на различных участках кокиля должна быть соизмерима со скоростью продвижения фронта кристаллизации не только от боковой поверхности тела образца к его осевой зоне, но и изменяться по высоте кокиля, в зависимости от величины вертикального перемещения зоны твердо-жидкого состояния кристаллизующегося металла в теле отливки, что позволит исключитьThe duration of the melt processing at different parts of the chill mold should be commensurate with the speed of crystallization front advancement not only from the side surface of the specimen body to its axial zone, but also vary along the chill mold height, depending on the magnitude of the vertical displacement of the solid-liquid state zone of the crystallizing metal in the casting body that will exclude

3lav l3lav l

дефицит питания тела образца в его рабочей части и захватных головках и обеспечить направленное затвердевание по высоте литой заготовки в целом.nutritional deficiency of the sample body in its working part and gripping heads and to provide directional solidification along the height of the cast billet as a whole.

При достижении электродами 15 верхней границы зоны электрогидроимнульсной обработки, расположенной на глубине 15н-10 мм от зеркала расплава в прибыли, обработку отливки прекращают, отключают электроимпульсный генератор 17, выводят электроды 15 за пределы верхнего среза кокиля 2 и фиксируют их. По достижении отливкой температуры выбивки, кокиль 2 раскрывают, извлекают отливку и отправляют её на следующую технологическую операцию.When the electrodes 15 reach the upper boundary of the electrohydroimpulse treatment zone located at a depth of 15n-10 mm from the melt mirror in profit, the processing of the casting is stopped, the electropulse generator 17 is turned off, the electrodes 15 are removed outside the upper cut of the chill mold 2 and fix them. Upon reaching the casting temperature of the knockout, the chill mold 2 is opened, the casting is removed and sent to the next process step.

Выбор технологических и электротехнических параметров электрогидравлической импульсной обработки литых образцов и натурных отливок производится только на стадии отработки технологического процесса их литья. При этом амплитудное значение тока, его плотность и интенсивность самой обработки обуславливаются размерами и площадью сечения обрабатываемой зоны отливки (тином образца) и химическим составом кристаллизующегося металлического расплава. Поэтому параметры процесса обработки, установленные на стадии освоения и отработки технологии применительно к конкретному типу образцов (отливок) и составу металла, должны жестко соблюдаться в дальнейщем.The selection of technological and electrical parameters of electro-hydraulic pulse processing of cast samples and full-castings is made only at the stage of testing the technological process of casting. In this case, the amplitude value of the current, its density and intensity of the treatment itself are determined by the size and cross-sectional area of the treated casting zone (sample tin) and the chemical composition of the crystallized metal melt. Therefore, the parameters of the processing process established at the stage of mastering and testing the technology as applied to a specific type of samples (castings) and the composition of the metal should be strictly observed in the future.

Установка проста в управлении и не требует высокой квалификации исполнителей. Она обеспечивает возможность получения плотных качественных образцов за счет подавления газоусадочных процессов на фронте кристаллизации и измельчения структурных составляющих при первичной кристаллизации в десятки раз, что повышает прочностные характеристики литых образцов и натурных изделий.Installation is easy to manage and does not require highly skilled performers. It provides the opportunity to obtain dense quality samples by suppressing gas-shrinking processes at the crystallization front and grinding the structural components during primary crystallization tens of times, which increases the strength characteristics of cast samples and full-scale products.

Ш ( W (

Claims

A device for producing cast samples containing a chill mold with a pouring bowl, an electric pulse generator, a mechanism for vertical movement of electrodes of an electric pulse generator and a stopper, characterized in that the mechanism of vertical movement of electrodes of an electric pulse generator is made in the form of a telescopic rod kinematically connected with a lever mechanism that performs the stopper function, and the electrodes are mounted on a telescopic rod with the possibility of their selective displacement relates one another, both in the plane of the axisymmetric cavity of the chill mold and the axis of the sample, and in the plane of the polar coordinate system perpendicular to the vertical axis of the rod.