SU1076181A1 - Способ получени витых профилированных изделий из расплава по методу Степанова - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИТЫХ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАСПЛАВА ПО МЕТОДУ СТЕПАНОВА, включающий погружение формообразовател  в расплав, заполнение профилирующего отверсти  в формообразователе, ввод затравки в профилирукхлее отверстие формообразовател  до смачивани  ее расплавом , выт гивание затравки с образовавшимс  на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента , отличающийс  тем, что, с целью возможности получени  витых профилированных изделий большой длины, формообразователю придают вращение с регулируемой скоростью вокруг технологической оси. 2. Способ по1, отличающийс  тем, что скорость враI щени  формообразовател  составл ет 0,16-15 об/мин при скорости выт сл гивани  1-3 м/ч.

Description

SI

а

Изобретение относитс  к непрерывному литью металлов, а именно к одному из особых видов непрерывного лить  - выт гиванию из расплава по методу Степанова, и может быть использовано при полу 1ении профилированных изделий из расплавленных металлов.

Известен способ получени  цилиндрических кристаллов по методу Чохральского ij ,

В этом методе обычно осуществл етс  вращение затравкодержател  и тигл  во взаимнопротивоположных направлени . Вращение затравкодержател  и тигл  обеспечивает: придание симметричной формы выращива емому кристаллу, котора  без вращени  неустойчива , перемешивание на границе кристалл-расплав дл  выравнивани  состава/ выравнивание температурного пол  в расплаве.

Недостатком данного метода  вл етс  то, что с его помощью получают только кристаллы формы, приближающес  к стержневой, и он не позвол ет получать профилированные издели . Кроме того, с увеличением длины закручиваемого участка нарушаетс  сооеность и увеличиваетс  биение.

Известно также получение профилированных изделий из расплава методом Степанова, включащее погружение формообразовател  в расплав, заполнение профилирующего отверсти  в формообразователе расплавом, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразовател  до смачивани  ее расплавом, выт гивание згхтравки с образовавшимс  на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента 2 ,

Известный способ позвол ет получать трубы гладкие, круглые и некруглые , трубы оребренные снаружи и другие фасонные издели , но не позвол ет получать подобные издели  витыми.

Вращение затравкодержател  дл  получени  витых изделий большой длины (более метра) неприменимо из-за неизбелаюй несоосности между осью вращени  затравкодержател  и конца выт гиваемого издели  с одной стороны и осью формообразовател  с другой . Несоосность по вл етс  при начальной установке затравкодержател  и формообразовател , но главным образом - в процессе тепловой деформации и смещени   . центра масс выт гиваемого издегаГ . По мере выт гивани  издели  длина вращаемого участка возрастает, что приводит к. сильному увеличению несоосности и биению нижнего конца издели . Возникающа  в результате этого кривизна не позвол ет при закрухиваНИИ затравкодержател  с изделием получить последнее с пр мой осью и вследствие смещени  витого издели  приводит к его отрыву от столба расплава.

Цель изобретени  - возможность получени х витых профилированных изделий большой длины.

Указанна  цель достигаетс тем, что согласно способу получени  витых профилированных изделий из расплава по методу Степанова, включающему погружение формообразовател  в расплав, заполнение профилирующего отверсти  в формообразователе, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразовател  до смачивани  её расплавом, выт гивани  затравки с образовавшимс  на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента, формообразвателю придают вращение с регулируемой скоростью -вокруг технологи-, ческой оси.

При этом скорость вращени  состал ет 0,16-15 об/мин при скорости выт гивани  1-3 м/ч.

Вращение формообразовател  обеспчивает закручивание сформированного в изделие столба расплава неизменно длины, примыкающего к затвердевшему изделию. Выт гиваемое изделие, длина которого неуклонно возрастает закручиванию не подвергаетс . По мере роста длины выт гиваемого издели  не происходит увеличени  несоосности между осью вращени  формообразовател  и продольной осью издели . Поскольку ось остаетс  пр мой , то отрыва издели  из-за смещени  его конца от столба расплава также не происходит.. Это дает воз .мощность получать витые издели  большой длины.

Формирующее устройство, предназначенное дл  реализации способа, снабжено вращаемым, от электродвигател  приводным валом с передачей, с помощью которых вращение передаетс  обойме с венцом и неподвижно посаженному в нее формообразователю Подвижность соединени  формообразовате п  с приемно-распределительным узлом дл  подачи хладагента и их соосность при вращении формообразовател  обеспечиваетс  наличием выступа на внутренней цилиндрической поверхности обоймы с венцом, вход щего в кольцевой паз на цилиндрической поверхности кронштейна неподвижно соединенного с холодильником .

Дл  получени  витых изделий с измен ющимс  по определенному закону шагом навивки или получени  переходов от витых частей издели  к невитым , измен етс  соотношение между скорост ми выт гивани  издели  вертикально вверх и закручивани  сформированного столба расплава, что достигаетс  изменением во времени по программе скорости вращени  формообразовател  с помощью программного устройства,

На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  способа.

Устройство дл  получени  витых профилированных изделий содержит формообразователь 1 с профилирующим отверстием 2, затравкодержатель 3 с затравкой, приемно-распределительный узел 4 дл  подачи хладагента, обойму 5 с зубчатым венцом, приводной вал 6, передаточную шестерню 1; редуктор 8, электродвигатель 9, кронштейн 10, опорную плиту 11, крепежные стойки 12, программное устройство 13.

Способ осуществл ют следующим образом .

Формообразователь 1 погружаетс  в расплав до уровн  верхней поверхности . При этом расплав по каналам в корпусе формообразовател  поступает к профилирующему отверстию 2 и заполн ет его полностью. Затравка, укрепленна  на затравкодержателе 3, вводитс  в профилирующее отверстие формообразовател  и смачиваетс  расплавом, после чего ей даетс  движение вверх; включаетс  подача хладагента в приемно-распределительный узел 4, а с помощью электродвигател  9 и программного устройства 13 приводитс  во вращение приводной ва 6 С передаточной шестерней 7. Сцепленна  с шестерней 7 обойма 5 с зубчатым венцом приводит во вращение формообразователь вокруг вертикальной оси устройства. Дл  уменьшени  трени  соприкасающихс  при вращении обоймы поверхностей обоймы 5 и крон ,штейна 10 в услови х рабочей теютертуры 400-500с последние при сбор ке смазываютс  графитовой смазкой. В результате сложени  вертикального движени  затравкодержател  3 вверх и вращени  формообразовател  1 вокруг оси устройства сформированный столб расплава и выт гиваемое изделие закручиваютс  по винтовой линии. Изменение направлени  закручивани  может производитьс  реверсированием электродвигател . После получени  изделий требуемой длины процесс прерываетс  прекращением подачи хладагента и выключением электродвигател , Формообразователь вынимаетс  из расплава.

Пример 1. С помощью предлагаемого способа получена вита  труба длиной 3 м диаметром 12 мм при толщине стенки 1,5 мм с четырьм  короткими витыми ребрами (высо5 той 2 мм) из алюминиевого сплава АМц (турбулизатор). В формирующем устройстве вращение формообразовател  осуществл етс  малоГабаритным электродвигателем мощностью 10 Вт 0 при 1200 об/мин с встроенным редукiтором (редукци  1/137).За счет дополнительной редукции редуктором 8 и передаточной шестерней 7 получают скорость вращени  обоймы 5 5 и формообразовател  1 0,16 об/мин. При скорости выт гивани  изделий вертикально вверх 33 мм/мин обеспечиваетс  его закручивание в 5 оборотов на 1 м длины.

Q Пример 2. Получение стержн  цилиндрической формы с витым ребром. В случае получени  стержн  диаметром 5 мм с одним ребром толщиной 1,0 мм и высотой 4 мм при 5 скорости выт гивани  16 мм/мин и

скорюсти вращени  формообразовател  0,33 об/мин шаг навивки ребра составит 5 см (20 оборотов на 1 м длины).

Пример 3. Получение гладкостенных труб. В случае получени 

0 трубы диаметром 40 лм с толщиной стенки 1,2 мм при скорости выт гивани  50 мм/мин и скорости вращени  формообразовател  10-15 o6/N5HH обеспечиваетс  достаточно хорошее переме5 шивание расплава на границе с кристаллом и повышение равномерности структуры и свойств издели  в объеме.

Технико-экономическа  эффективность применени  предлагаемого спосо0 ба обеспечиваетс  соосностью на границе раздела фаз между выт гиваемым изделием и вращающимс  формообразователем получением в однооперационном процессе витых изделий большой 5 или неограниченой длины на машинах полунепрерывного и непрерывного действи  соответственно; возможностью изготовлени  витых изделий из хрупких и в зких г;1еталлов и сплавов, 0 отсутствием сборочных и соединительных операций (сварка, пайка и пр.), необходимых при изготовлении сборвйлх (не монолитных) витых изделий, выравниванием температурного пол  и перемешиванием расплава на его границе

с кристаллом, что позвол ет повысить стабильность состава/ структуры и свойств издели  в объеме (при получении цилиндрических .стержней и труб, оребренных витых изделий).

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИТЫХ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЯ ИЗ РАСПЛАВА ПО МЕТОДУ СТЕПАНОВА, включающий пог ружение формообразователя в расплав, заполнение профилирующего отверстия в формообразователе, ввод затравки в профилирующее отверстие формообразователя до смачивания ее расплавом, вытягивание затравки с образовавшимся на ней слитком вверх с подачей на поверхность слитка хладагента, отличающийся тем, что, с целью возможности получения витых профилированных изделий большой длины, формообразователю придают вращение с регулируемой скоростью вокруг технологической оси.

2. Способ по 1, отличающийся тем, что скорость вращения Формообразователя составляет § 0,16-15 об/мин при скорости вытягивания 1-3 м/ч.

SU „„ 1076181