Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 7075
(13) U
(46) 2011.02.28
(51) МПК (2009)
B 22D 13/00
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ
ВОКРУГ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ
(21) Номер заявки: u 20100656
(22) 2010.07.19
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт техно-
логии металлов Национальной ака-
демии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Стеценко Владимир Юзефо-
вич; Ривкин Александр Игоревич; Гу-
тев Алексей Петрович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт техно-
логии металлов Национальной акаде-
мии наук Беларуси" (BY)
(57)
Изложница для центробежного литья вокруг вертикальной оси, включающая металли-
ческую форму, на дне которой установлена термостойкая вставка, отличающаяся тем,
что вставка изготовлена из графита толщиной от 10 до 40 мм, установлена с плотным
прилегающим к боковой поверхности формы и высоким вертикальным термическим со-
противлением, а в верхней центральной части вставки выполнено углубление в виде кону-
са или сферы высотой от 4 до 32 мм и диаметром основания d, определяемым по формуле:
d = D - 2h,
где D - внутренний диаметр формы,
h - толщина стенки полой отливки.
(56)
1. А.с. СССР 1611565 А1, МПК B 22D 13/04, 1990.
2. А.с. СССР 1138236 А, МПК B 22D 13/04, 1985.
BY7075U2011.02.28

2. BY 7075 U 2011.02.28
2
Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для
центробежного литья вокруг вертикальной оси полых отливок из металлов и сплавов.
Известна изложница для центробежного литья вокруг вертикальной оси, включающая
металлическую форму [1]. Основным недостатком данной конструкции является ее ме-
таллическое дно, к которому в результате его разогрева приваривается заливаемый металл
либо образует настыли. Это уменьшает стабильность процесса литья и увеличивает при-
пуски на механическую обработку отливки.
Наиболее близкой по технической сущности является изложница для центробежного
литья вокруг вертикальной оси, включающая металлическую форму, на дне которой уста-
новлена термостойкая вставка [2].
Главным недостатком данной конструкции является плоское дно изложницы. При по-
падании на него струи расплава он интенсивно разбрызгивается, попадая в виде капель на
охлаждаемые стенки металлической формы. В результате на поверхности отливки обра-
зуются корольки окисленного металла и газовые раковины, которые увеличивают припус-
ки на механическую обработку и снижают выход годного.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,
является снижение припуска на механическую обработку отливок.
Технический результат заключается в увеличении выхода годного.
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемой изложнице для центробежного
литья вокруг вертикальной оси, включающей металлическую форму, на дне которой уста-
новлена термостойкая вставка, при этом вставка изготовлена из графита толщиной от 10
до 40 мм, установлена с плотным прилеганием к боковой поверхности формы и высоким
вертикальным термическим сопротивлением, а в верхней центральной части вставки вы-
полнено углубление в виде конуса или сферы высотой от 4 до 32 мм и диаметром основа-
ния d, определяемым по формуле:
d = D - 2h,
где D - внутренний диаметр формы,
h - толщина стенки полой отливки.
Из всех огнеупорных материалов графит является наиболее термостойким. Он не
взаимодействует со многими металлами и сплавами. Поэтому графит лучше всех термо-
стойких материалов предохраняет металлическую форму от приварки к ней металла. Из
всех огнеупорных материалов графит лучше всех поддается механической обработке. Это
позволяет придать вставке форму, необходимую для минимального разбрызгивания жид-
кого металла при заполнении изложницы, что способствует уменьшению глубины залега-
ния поверхностных дефектов отливок и снижает припуск на их механическую обработку.
Установка вставки с плотным прилеганием к боковой поверхности формы и высоким вер-
тикальным термическим сопротивлением препятствует образованию корочек и костылей
на нижнем торце отливки, что также снижает припуск на механическую обработку отлив-
ки. Выполнение в верхней центральной части вставки углубления в виде конуса или сфе-
ры способствует более плавному заполнению металлической формы. Это уменьшает
количество и глубину залегания поверхностных дефектов отливки, что снижает припуск
на ее механическую обработку.
При толщине графитной вставки менее 10 мм, с углублением 4 мм и зазором от дна
формы для высокого вертикального термического сопротивления, уменьшается прочность
вставки. Это приводит к ее разрушению. Если толщина вставки больше 40 мм, то значи-
тельно уменьшается высота отливки, что снижает выход годного. При высоте конуса или
сферы углубления менее 4 мм возрастает степень разбрызгивания расплава, что увеличи-
вает количество и глубину залегания поверхностных дефектов отливки. Это увеличивает
припуск на ее механическую обработку и снижает выход годного. Если высота конуса или
сферы углубления более 32 мм, то снижается прочность вставки, что приводит к ее раз-
рушению. Если диаметр основания конуса или сферы углубления меньше величины d, оп-

3. BY 7075 U 2011.02.28
3
ределяемого по формуле, то на торце отливки образуется вертикальный наплыв, что уве-
личивает припуск на механическую обработку отливки и снижает выход годного.
На фигуре представлен продольный разрез предлагаемой изложницы для центробеж-
ного литья вокруг вертикальной оси. Изложница включает металлическую форму 1 и гра-
фитовую вставку 2, выполненную с углублением 3. Высокое вертикальное термическое
сопротивление вставке обеспечивает зазор 4 между ней и дном формы. Зазор может за-
полняться малотеплопроводным материалом. Изложница работает следующим образом.
При ее заполнении расплав попадает в углубление графитовой вставки и под действием
центробежных сил плавно, без разбрызгивания растекается вдоль боковой поверхности
формы, образуя отливку толщиной h. При этом значительно уменьшаются количество и
глубина залегания поверхностных дефектов отливки, что снижает припуск на ее механи-
ческую обработку. Большая величина вертикального термического сопротивления вставки
препятствует образованию настылей на нижнем торце отливки, что также снижает при-
пуск на механическую обработку отливки и увеличивает выход годного.
Пример.
Изготовлена изложница для центробежного литья вокруг вертикальной оси, состоя-
щая из стальной формы с наружным и внутренним диаметрами 220 мм и 186 мм, высотой
136 мм. На дне изложницы была установлена графитовая вставка толщиной 18 мм с зазо-
ром между ней и дном формы. В верхней центральной части вставки выполнено углубле-
ние в виде конуса высотой 8 мм и диаметром основания 144 мм. Получали полые отливки
из сплава АК12 толщиной 20 мм. Опытная изложница, по сравнению с литьем в изложни-
цу с футерованным плоским огнеупором, позволила уменьшить припуск на механическую
обработку в 2 раза и увеличить выход годного в среднем на 15 %.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.