RU2585604C1 - Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys - Google Patents
Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585604C1 RU2585604C1 RU2014149565/02A RU2014149565A RU2585604C1 RU 2585604 C1 RU2585604 C1 RU 2585604C1 RU 2014149565/02 A RU2014149565/02 A RU 2014149565/02A RU 2014149565 A RU2014149565 A RU 2014149565A RU 2585604 C1 RU2585604 C1 RU 2585604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casting
- metal
- mold
- titanium
- pallet
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 86
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 13
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 101100478237 Caenorhabditis elegans ost-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе титана, и может быть использовано при получении крупногабаритных литых деталей авиационных, вертолетных и ракетных двигателей, а также других литых деталей летательных аппаратов, работающих под действием высоких нагрузок, например литых деталей «корпуса разделительного» авиационного двигателя, корпусных силовых деталей летательных аппаратов и др., а также для деталей атомной энергетики.The invention relates to the field of metallurgy, specifically to titanium-based alloys, and can be used to obtain large-sized cast parts of aircraft, helicopter and rocket engines, as well as other cast parts of aircraft operating under high loads, for example cast parts of the "separation body" aircraft engine, hull power parts of aircraft, etc., as well as for parts of nuclear energy.
Детали авиационных двигателей отличаются сложной формой и небольшой толщиной стенки (минимально 2,5 мм), поэтому их, как правило, изготавливают из титановых сплавов типа ВТ20Л, ВТ5Л (ТУ 1-92-148-91) и т.п. в основном методом центробежного литья: в оболочковые формы, изготавливаемые по технологии выплавляемых моделей. В мировой практике методом литья по выплавляемым моделям обычно получают отливки, имеющие габаритные размеры до 600 мм. Изготовление отливок больших размеров связанно с трудностями при достижении требуемой размерной точности. Это связано с очень многими факторами: непостоянством температурного режима в процессе производства и хранения моделей и огнеупорных оболочек, непостоянством состава и свойств материалов модельных масс, связующих и керамики, короблением моделей и блоков в процессе формирования оболочек, удаления модельного состава, термообработкой форм и их хранения. Определить, на какой стадии технологической цепочки произойдет отклонение размеров формы от заданных, очень трудно, поэтому отработка данной технологии требует длительного времени и больших материальных затрат, связанных с многократным изготовлением (исправлением) литейной оснастки.The details of aircraft engines differ in complex shape and small wall thickness (minimum 2.5 mm), so they are usually made of titanium alloys of the type VT20L, VT5L (TU 1-92-148-91), etc. mainly by centrifugal casting: in shell molds made by the technology of investment casting. In world practice, investment casting methods usually produce castings having overall dimensions up to 600 mm. The manufacture of large castings is associated with difficulties in achieving the required dimensional accuracy. This is due to so many factors: the inconsistency of the temperature regime during the production and storage of models and refractory shells, the inconstancy of the composition and properties of materials of model masses, binders and ceramics, warpage of models and blocks during the formation of shells, removal of the model composition, heat treatment of molds and their storage . It is very difficult to determine at what stage of the technological chain the deviation of the mold dimensions from the set occurs, therefore, the development of this technology requires a long time and high material costs associated with the repeated manufacture (correction) of foundry equipment.
Формы, изготовленные по безмодельной технологии, также используются при производстве крупногабаритных отливок и обеспечивают их точность, значительно превосходящую точность, достигаемую ими при литье в оболочковые формы.Molds made using model-less technology are also used in the manufacture of large castings and provide their accuracy far exceeding the accuracy achieved by casting in shell molds.
Суть безмодельной технологии титанового крупногабаритного литья состоит в изготовлении литейной формы из графитовых заготовок путем их обработки на фрезерных 3-5- координатных станках с числовым программным управлением (ЧПУ). В отечественной практике есть примеры изготовления отливок по данной технологии, однако в авиастроении она до сих пор не применяется. В мировой практике также известен такой метод изготовления литейных форм для отливок (не из титановых сплавов) размером до 2500 мм из песчаных блоков для гравитационной заливки.The essence of the model-free technology of large-sized titanium casting is the manufacture of a mold from graphite blanks by processing them on milling 3-5-coordinate machines with numerical control (CNC). In domestic practice, there are examples of the manufacture of castings using this technology, but it is still not used in the aircraft industry. In world practice, such a method of manufacturing casting molds for castings (not from titanium alloys) up to 2500 mm in size from sand blocks for gravity casting is also known.
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является литейная форма для центробежного литья крупногабаритных отливок сложной формы из жаропрочных и химически активных сплавов, содержащая металлический поддон с центрирующим устройством, металлический жакет, прикрепленный к поддону, графитовые закладные элементы, установленные в поддоне, металлоприемник с литниковой системой, включающей литниковые ходы (Сосненко М.Н. Современные литейные формы, М.: Машиностроение, 1967, 141-146, рис. 54, с. 120).The closest analogue of the claimed invention is a casting mold for centrifugal casting of large-sized castings of complex shape from heat-resistant and chemically active alloys, containing a metal pallet with a centering device, a metal jacket attached to the pallet, graphite embedded elements installed in the pallet, a metal receiver with a gating system, including the gating system moves (Sosnenko MN Modern foundry molds, Moscow: Mashinostroenie, 1967, 141-146, fig. 54, p. 120).
Данное изобретение не предусматривает изготовление в предложенных литейных формах титановых отливок и отливок из других жаропрочных химически активных сплавов.This invention does not provide for the manufacture in the proposed casting molds of titanium castings and castings from other heat-resistant chemically active alloys.
Техническим результатом является создание новой конструкции литейных форм для получения крупногабаритных фасонных титановых отливок сложной формы и большого габарита (более 600 мм) методом центробежного литья для летательных аппаратов и атомной энергетики.The technical result is the creation of a new design of casting molds for large-sized shaped titanium castings of complex shape and large size (over 600 mm) by centrifugal casting for aircraft and nuclear power.
Технический результат достигается тем, что разработана литейная форма для центробежного литья крупногабаритных отливок сложной формы из жаропрочных и химически активных сплавов, содержащая металлический поддон с центрирующим устройством, графитовые закладные элементы и формообразующие металлические вставки, установленные в поддоне, металлический жакет, выполненный в виде усеченного конуса и прикрепленный к поддону с помощью винтовых соединений, разъемный металлоприемник с литниковой системой, включающей литниковые ходы, при этом поддон снабжен крепежными элементами, соединяющими и удерживающими графитовые закладные элементы и металлические вставки, металлоприемник выполнен из титана, а литниковые ходы из стали, чугуна или титана и в сечении имеют форму трапеции.The technical result is achieved by the fact that a mold has been developed for centrifugal casting of large-sized castings of complex shape from heat-resistant and chemically active alloys, containing a metal tray with a centering device, graphite embedded elements and forming metal inserts installed in the tray, a metal jacket made in the form of a truncated cone and detachable metal receptacle attached to the pallet using screw connections, with a gating system including gating passages, Oddone provided with fastening elements connecting and retaining elements embedded graphite and metal parts, made of titanium metal reservoir, a runner moves from steel, iron or titanium and have a sectional shape of a trapezoid.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция металлического поддона, с помощью которого собранная литейная форма устанавливается на центробежном столе плавильно-заливочной установки, на фиг. 2 изображена схема установки жакета на поддон, на фиг. 3 показана схема установки металлического разъемного металлоприемника с литниковыми ходами, на фиг. 4 показана схема сопряжения разъемного металлоприемника с литниковыми ходами, на фиг. 5 показана схема центрирующего устройства, на которое устанавливается разъемный металлоприемник, на фиг. 6 показана схема одновременной заливки нескольких отливок в комбинированные формы, устанавливаемых симметрично относительно оси вращения центробежного стола, на фиг. 7 и 8 показана компьютерная модель отливки «Втулка» с наружным диаметром 920 мм и высотой 370 мм, которая была изготовлена литьем в комбинированную форму с оригинальной конструкцией литниковой системы, на фиг. 9 показана компьютерная модель формы в сборе, на фиг. 10 показан фрагменты формы, на фиг. 11 показана готовая форма на поддоне, на фиг. 12 изображена полученная отливка с остатками графитового стержня, на фиг. 13 показана микроструктура литого сплава ВТ20Л (образец из тела отливки), на фиг. 14 показана компьютерная модель отливки «Стойка» с литниковой системой под центробежную заливку, на фиг. 15 показана отливка «Стойка».The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the construction of a metal tray with which the assembled mold is mounted on a centrifugal table of a melting and casting plant, FIG. 2 shows a diagram of the installation of a jacket on a pallet; FIG. 3 shows the installation diagram of a metal detachable metal receiver with gate runs, FIG. 4 shows a pairing circuit for a detachable metal receiver with gateways, FIG. 5 shows a diagram of a centering device onto which a detachable metal receiver is mounted; FIG. 6 shows a diagram of the simultaneous pouring of several castings into combined molds installed symmetrically with respect to the axis of rotation of the centrifugal table; FIG. 7 and 8 show a computer model of the “Bushing” casting with an outer diameter of 920 mm and a height of 370 mm, which was made by casting in a combined mold with the original design of the gate system, FIG. 9 shows a computer model of the mold assembly; FIG. 10 shows fragments of the form; FIG. 11 shows the finished form on a pallet, in FIG. 12 shows the obtained casting with the remains of a graphite rod; FIG. 13 shows the microstructure of a cast alloy VT20L (sample from a casting body), FIG. 14 shows a computer model of the “Rack” casting with a sprue system for centrifugal casting, FIG. 15 shows the “Stand” casting.
При этом форма может состоять целиком из стержней, изготовленных на 3-5-координатных фрезерных станках с ЧПУ. Однако такая конструкция формы должна применяьтся только для изготовления пробных или штучных отливок. Для реализации серийной технологии предлагается использование комбинированных форм, которые представляют собой металлический кокиль, используемый многократно с графитовыми закладными элементами (стержнями) из графита, изготовленными на 3-5-координатных фрезерных станках с ЧПУ. При этом форма должна отвечать следующим требованиям:In this case, the form may consist entirely of rods made on 3-5-coordinate CNC milling machines. However, this mold design should only be used for the manufacture of test or piece castings. To implement serial technology, it is proposed to use combined forms, which are a metal chill mold, used repeatedly with graphite embedded elements (rods) of graphite made on 3-5 coordinate CNC milling machines. In this case, the form must meet the following requirements:
- все элементы формы должны быть технологичными для изготовления их из графита на 3-5-координатных станках;- all mold elements must be technologically advanced for their manufacture from graphite on 3-5 coordinate machines;
- конструкция формы должна быть технологичной для ее сборки и разборки;- the design of the mold must be technologically advanced for its assembly and disassembly;
- форма должна гарантировать получение отливок в соответствии с требованиями конструкторской документации по геометрии и шероховатости поверхности;- the form must guarantee the receipt of castings in accordance with the requirements of the design documentation for the geometry and surface roughness;
- форма должна выдерживать давление со стороны заливаемого в нее металла при центробежной заливке с требуемой скоростью вращения;- the mold must withstand the pressure from the side of the metal poured into it during centrifugal pouring with the required rotation speed;
- габаритные и посадочные геометрические размеры литейной формы должны быть согласованы с размерами заливочного контейнера плавильно-литейной установки.- the overall and landing geometrical dimensions of the mold must be consistent with the dimensions of the pouring container of the smelter.
Сущность изобретения состоит в следующем.The invention consists in the following.
Форма для центробежной заливки титановых сплавов представляет собой комбинированную конструкцию, состоящую из кокиля, изготавливаемого из чугуна, стали, титановых сплавов и графитовых закладных элементов (стержней), выполняющих сложнопрофильные поверхности. Высокая точность (зависит от использованного оборудования, от ±0,2 мм и точнее) изготовления элементов формы позволяет получить отливки, превосходящие по точности аналогичные отливки, изготавливаемые по выплавляемым моделям.The mold for centrifugal casting of titanium alloys is a combined design consisting of a chill mold made of cast iron, steel, titanium alloys and graphite embedded elements (rods) that perform complex profiles. High accuracy (depending on the equipment used, from ± 0.2 mm and more precisely) of the manufacture of mold elements allows castings to be obtained that are superior in accuracy to similar castings manufactured by investment casting.
Процесс изготовления отливки в комбинированной форме состоит из следующих этапов.The manufacturing process of castings in combined form consists of the following steps.
Основываясь на классических методиках конструирования титановых отливок и литниковых систем, разрабатывается компьютерная модель отливки и литниковой системы. При этом минимальная толщина стенки отливки составляет 3,5 мм, что позволяет получить толщину стенки детали 2,5 мм при габарите отливки от 600 мм и более, после пескоструйной обработки без дополнительного механического или химического воздействия. После проведения моделирования процесса центробежной заливки и затвердевания отливки в поле центробежных сил проводится конструирование литейной формы с соблюдением следующих условий:Based on the classical design techniques for titanium castings and gating systems, a computer model of the casting and gating system is being developed. At the same time, the minimum wall thickness of the casting is 3.5 mm, which allows to obtain the wall thickness of the part 2.5 mm with a casting dimension of 600 mm or more, after sandblasting without additional mechanical or chemical attack. After modeling the process of centrifugal casting and solidification of the casting in the field of centrifugal forces, the design of the mold is carried out in compliance with the following conditions:
- все элементы формы должны быть технологичными для изготовления их из графита на 3-5-координатных станках с ЧПУ;- all mold elements must be technologically advanced for their manufacture from graphite on 3-5-coordinate CNC machines;
- конструкция формы должна быть технологичной для ее сборки и разборки;- the design of the mold must be technologically advanced for its assembly and disassembly;
- элементы литейной формы, изготавливаемые из металла (сталь, чугун), должны легко извлекаться из отливки, не иметь поднутрений и конструктивных элементов, препятствующих разборке и сборке формы после ее заливки;- mold elements made of metal (steel, cast iron) should be easily removed from the casting, not have undercuts and structural elements that prevent disassembling and assembling the mold after pouring it;
- элементы формы, изготавливаемые из металла, перед заливкой должны покрываться слоем сажи с помощью факела газовой горелки;- mold elements made of metal must be covered with a layer of soot with a torch of a gas burner before pouring;
- форма должна гарантировать получение отливки в соответствии с требованиями конструкторской документации по геометрии и шероховатости поверхности;- the mold should guarantee the casting in accordance with the requirements of the design documentation for the geometry and surface roughness;
- форма должна выдерживать давление со стороны заливаемого в нее металла при центробежной заливке с требуемой скоростью вращения;- the mold must withstand the pressure from the side of the metal poured into it during centrifugal pouring with the required rotation speed;
- габаритные и посадочные геометрические размеры литейной формы должны быть согласованы с размерами заливочного контейнера плавильно-литейной установки.- the overall and landing geometrical dimensions of the mold must be consistent with the dimensions of the pouring container of the smelter.
Графитовые элементы формы изготавливаются с использованием станков с ЧПУ, предназначенных для обработки графита.Graphite mold elements are made using CNC machines designed for processing graphite.
Металлические вставки литейной формы изготавливаются с использованием обычного металлообрабатывающего оборудования.Metal mold inserts are manufactured using conventional metalworking equipment.
Форма собирается с использованием механизмов запирания, основанных на клиновых конусных креплениях.The mold is assembled using locking mechanisms based on wedge cone mounts.
Перед заливкой собранная форма подвергается просушке в нагревательной печи без использования защитной атмосферы при температуре 150-300°С. Время просушки подбирается исходя из габаритов и массы формы таким образом, чтобы обеспечить прогрев всех элементов формы до температуры печи.Before pouring, the assembled form is dried in a heating furnace without using a protective atmosphere at a temperature of 150-300 ° C. Drying time is selected based on the dimensions and mass of the mold in such a way as to ensure the heating of all elements of the mold to the temperature of the furnace.
Просушенная форма извлекается из печи и устанавливается на центробежный стол плавильно-заливочной установки. После чего заливка осуществляется аналогично литью в оболочковые формы. Разборка формы осуществляется после открытия заливочной камеры плавильно-литейной установки. После извлечения отливки из формы с графитовыми вставками она может быть использована повторно, с новыми графитовыми вставками. Таким образом, может быть обеспечено многократное использование одного комплекта формы в течение рабочей смены.The dried form is removed from the furnace and mounted on a centrifugal table of the smelter. After that, pouring is carried out similarly to casting into shell molds. Dismantling of the mold is carried out after opening the casting chamber of the smelter. After removing the casting from the mold with graphite inserts, it can be reused with new graphite inserts. Thus, multiple use of one set of molds during a work shift can be ensured.
Предложенная форма обеспечивает изготовление крупногабаритных отливок, в том числе тонкостенных (толщина стенки от 3,5 мм). Максимальный габарит отливки лимитируется только размером заливочной камеры плавильно-литейной установки.The proposed form provides the manufacture of large-size castings, including thin-walled castings (wall thickness from 3.5 mm). The maximum size of the casting is limited only by the size of the casting chamber of the foundry.
Схема устройства комбинированной литейной формы для центробежной заливки представлена на фиг. 1-6. На поддон 1 (фиг. 1, фиг. 9), устанавливаемый на вращающийся заливочный стол плавильно-заливочной установки, крепится форма в сборе, формообразующая поверхность которой собирается из формообразующих многоразовых металлических вставок 4 (фиг. 3) и одноразовых графитовых закладных элементов 5 (стержней) (фиг. 3), выполняющих поднутрения в отливке. Форма крепится к поддону металлическим жакетом 2 (фиг. 2, фиг 9), имеющим форму усеченного конуса с углом раскрытия 7-13°, что обеспечивает ее целостность в процессе заливки и сохранение заданных геометрических размеров отливки. Сверху устанавливается металлический разъемный металлоприемник (фиг. 3(3-1), фиг. 4(6)) с литниковыми ходами, имеющими трапециевидное сечение для обеспечения возможности удаления формы (фиг. 3(3), (фиг. 4(7)) таким образом, что элементы, оформляющие горизонтальные литниковые ходы (фиг. 4(8)), совпадают с вертикальными колодцами (фиг. 3(3-2)), питающими отливку. Также одновременно можно заливать несколько отливок в комбинированные формы, устанавливая их симметрично относительно оси вращения центробежного стола (фиг. 6(10)). При этом металлоприемник (фиг. 4(6)) устанавливается на специальном центрирующем устройстве (фиг. 5(9)). Литниковые ходы могут подводиться к отливке как сверху, так и снизу (см. примеры).A schematic of a combined mold for centrifugal casting device is shown in FIG. 1-6. On the pallet 1 (Fig. 1, Fig. 9), mounted on a rotating casting table of the melting and casting plant, an assembled form is fastened, the shaping surface of which is assembled from mold-forming reusable metal inserts 4 (Fig. 3) and disposable graphite embedded elements 5 ( rods) (Fig. 3), performing undercuts in the casting. The form is attached to the pallet with a metal jacket 2 (Fig. 2, Fig 9), having the shape of a truncated cone with an opening angle of 7-13 °, which ensures its integrity during the pouring process and preservation of the given geometric dimensions of the casting. A metal detachable metal receiver is installed on top (Fig. 3 (3-1), Fig. 4 (6)) with gating paths having a trapezoidal cross-section to enable removal of the mold (Fig. 3 (3), (Fig. 4 (7)) so that the elements forming the horizontal gateways (Fig. 4 (8)) coincide with the vertical wells (Fig. 3 (3-2)) that feed the casting. It is also possible to fill several castings in combined forms at the same time, setting them symmetrically relative to the axis of rotation of the centrifugal table (Fig. 6 (10)). In this case, the metal receiver (Fig. 4 (6)) mounted on a special centering device (Fig. 5 (9)). The gateways can be led to the casting both from above and from below (see examples).
Собранная форма (фиг. 9, 11) помещается на вращающийся заливочный стол плавильно-заливочной установки и закрепляется на нем (схема крепления формы зависит от конструкции плавильно-заливочной установки). Перед сливом металла форма раскручивается до определенной угловой скорости. Возникающая центробежная сила обеспечивает создание необходимого давления в жидком металле для заполнения литейной формы. После слива металла форма продолжает вращаться до затвердевания жидкого металла.The assembled form (Fig. 9, 11) is placed on a rotating casting table of the melting and casting plant and fixed on it (the form fixing scheme depends on the design of the melting and casting plant). Before draining the metal, the form is untwisted up to a certain angular velocity. The resulting centrifugal force provides the necessary pressure in the liquid metal to fill the mold. After the metal is drained, the mold continues to rotate until the liquid metal solidifies.
ПРИМЕР 1.EXAMPLE 1
Сотрудниками ИЦ «ЛТМ» и кафедры ТЛП НИТУ «МИСиС» (г.Москва) была разработана компьютерная модель отливки «Втулка» с наружным диаметром 920 мм и высотой 370 мм, где была применена литниковая система с кольцевым «сектороидальным» подводом металла в полость отливки. (Заявка на патент РФ №2014126233 от 27.06.2014 г). Фиг. 7,8 (Компьютерная модель отливки «Втулка» с литниковой системой).The staff of the LTM Information Center and the TLP Department of NUST “MISiS” (Moscow) developed a computer model of the “Casting” casting with an outer diameter of 920 mm and a height of 370 mm, where a gate system with an annular “sectoroidal” metal supply to the casting cavity was used . (Application for RF patent No. 2014126233 dated 06/27/2014). FIG. 7.8 (Computer model of the "Bushing" casting with gating system).
Данная отливка является частью литой детали «Втулка центральная» разделительного корпуса авиационного двигателя ПД-14 и была разработана для изготовления по безмодельной технологии на площадке ОАО «УМПО» с учетом материальной оснащенности плавильно-заливочной установки НИАТ 833Д. При проектировании была заложена минимальная толщина стенки отливки 3,5 мм, что позволяет получить толщину стенки детали 2,5 мм, по ЛТ5 (ОСТ 1 41154-86), после пескоструйной обработки без дополнительного механического или химического воздействия. Отливка изготавливалась из титанового сплава ВТ20Л (ТУ 1-92-148-91), диаметр электрода 280 мм, скорость вращения заливочного стола 250 об/мин. Масса слива составила примерно 150 кг.This casting is part of the casting part “Central Bushing” of the separation body of the PD-14 aircraft engine and was designed for manufacturing using model-free technology at the UMPO site taking into account the material equipment of the NIAT 833D melting and casting plant. During the design, the minimum casting wall thickness of 3.5 mm was laid, which allows to obtain a part wall thickness of 2.5 mm, according to LT5 (
Фрагменты формы и компьютерная модель формы в сборе представлены на фиг. 9,10. Готовая форма на поддоне - на фиг. 11. Для обеспечения фиксации формы на заливочном столе она собиралась на стальном основании, имеющем центральную втулку, совпадающую с осью вращения заливочного стола, и фиксировалась металлическим жакетом, обеспечивающим целостность формы в процессе заливки и предотвращающим прорыв металла по разъемам формы.Fragments of the mold and a computer model of the assembled assembly are shown in FIG. 9.10. Finished form on a pallet - in FIG. 11. To ensure fixation of the mold on the casting table, it was assembled on a steel base having a central sleeve coinciding with the axis of rotation of the casting table, and was fixed with a metal jacket that ensured the integrity of the mold during casting and prevent breakthrough of metal through the mold connectors.
Полученная отливка с остатками графитового стержня представлена на фигуре 12 (Отливка, полученная литьем в комбинированную форму).The obtained casting with the remains of a graphite rod is presented in figure 12 (Casting obtained by molding in a combined form).
Отливка не имела альфированного слоя. Структура литого металла типична для сплава ВТ 20Л, представлена на фигуре 13 (Микроструктура литого сплава ВТ20Л (образец из тела отливки)).The casting did not have an alpha layer. The structure of the cast metal is typical for the VT 20L alloy, shown in Figure 13 (Microstructure of the VT20L cast alloy (sample from the casting body)).
ПРИМЕР 2.EXAMPLE 2
Сотрудниками ИЦ ЛТМ и кафедры ТЛП НИТУ «МИСиС» была разработана компьютерная модель отливки «Стойка», имеющей габаритные размеры 450×260×200 мм, где была применена литниковая система традиционным подводом металла в полость формы. Фигура 14 (Компьютерная модель отливки «Стойка» с литниковой системой под центробежную заливку).The staff of IC LTM and the department of TLP NITU "MISiS" developed a computer model of the "Stoyka" casting, having overall dimensions of 450 × 260 × 200 mm, where the gate system was used by traditional supply of metal into the mold cavity. Figure 14 (Computer model of the casting "Rack" with gating system for centrifugal casting).
Данная отливка является частью разделительного корпуса авиационного двигателя ПД-14 и была разработана для изготовления по безмодельной технологии в вакуумной установке НИАТ 833Д на площадке ОАО «УМПО». При проектировании была заложена минимальная толщина стенки отливки 3,5 мм, что позволяет получить толщину стенки детали 2,5 мм, по ЛТ5 (ОСТ 1 41154-86), после пескоструйной обработки без дополнительного механического или химического воздействия. Отливка изготавливалась из титанового сплава ВТ20Л (ТУ 1-92-148-91), диаметр электрода 280 мм, скорость вращения заливочного стола 250 об/мин. Масса слива составила 70 кг.This casting is part of the separation housing of the PD-14 aircraft engine and was developed for manufacturing using model-free technology in the NIAT 833D vacuum installation at the site of UMPO OJSC. During the design, the minimum casting wall thickness of 3.5 mm was laid, which allows to obtain a part wall thickness of 2.5 mm, according to LT5 (
Для обеспечения фиксации формы на заливочном столе форма собиралась в стандартном заливочном контейнере установки и фиксировалась засыпкой опорным наполнителем по технологии ОАО «УМПО», обеспечивающей целостность формы в процессе заливки и предотвращающие смещения формы под воздействием центробежной силы. За один слив было получено две отливки.To ensure the fixation of the mold on the casting table, the mold was collected in a standard casting container of the unit and fixed by backfill with a support filler according to the technology of UMPO OJSC, which ensures the integrity of the mold during the pouring process and prevents mold displacement due to centrifugal force. For one discharge, two castings were obtained.
Полученные отливки представлены на фигуре 15 (Отливки «Стойка», полученные в комбинированные формы).The obtained castings are presented in figure 15 (Castings "Rack" obtained in combined forms).
Отливки не имели альфированного слоя и соответствовали требованиям технической документации.The castings did not have an alpha layer and corresponded to the requirements of technical documentation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014149565/02A RU2585604C1 (en) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014149565/02A RU2585604C1 (en) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2585604C1 true RU2585604C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014149565/02A RU2585604C1 (en) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2585604C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699888C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-09-11 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Method for small-sized centrifugal pump impeller manufacturing |
| RU2738170C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-12-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Gating system for casting of large-size thin-walled castings, which are bodies of rotation from magnesium alloys in atmosphere of protective gas, into molds from chm |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU942872A1 (en) * | 1980-12-31 | 1982-07-15 | Балашихинский Ордена Трудового Красного Знамени Литейно-Механический Завод | Apparatus for pouring metal into moulds at shape centrifugal casting in machine having vertical axis of rotation |
| US20040060685A1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-04-01 | Ranjan Ray | Centrifugal casting of titanium alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties in isotropic graphite molds under vacuum |
-
2014
- 2014-12-09 RU RU2014149565/02A patent/RU2585604C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU942872A1 (en) * | 1980-12-31 | 1982-07-15 | Балашихинский Ордена Трудового Красного Знамени Литейно-Механический Завод | Apparatus for pouring metal into moulds at shape centrifugal casting in machine having vertical axis of rotation |
| US20040060685A1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-04-01 | Ranjan Ray | Centrifugal casting of titanium alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties in isotropic graphite molds under vacuum |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Сосненко М.Н. Современные литейные формы, М., Машиностроение, 1967, 141-146, рис. 54, с.120. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699888C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-09-11 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Method for small-sized centrifugal pump impeller manufacturing |
| RU2738170C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-12-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Gating system for casting of large-size thin-walled castings, which are bodies of rotation from magnesium alloys in atmosphere of protective gas, into molds from chm |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6965353B2 (en) | Cluster models and shells for obtaining accessories for independent handling of molded parts and related methods | |
| CN104308114B (en) | A kind of centrifugal casting process of barrel structure castings | |
| CN106111943A (en) | Large-scale impeller low-pressure casting method and cooling control technique and gas extraction system | |
| CN105328122B (en) | A kind of high ferro brake disc drag ring device for sand coated iron mould casting device and casting technique | |
| CN114932199B (en) | Casting process of centrifugal double-suction pump | |
| EP0862505B1 (en) | Making a metal shape by casting | |
| RU2585604C1 (en) | Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys | |
| US10363633B2 (en) | Method for manufacturing at least one metal turbine engine part | |
| RU2738170C1 (en) | Gating system for casting of large-size thin-walled castings, which are bodies of rotation from magnesium alloys in atmosphere of protective gas, into molds from chm | |
| CN206527326U (en) | One 1 grade of seed nucleus impeller of pump formwork centrifugal casting device | |
| CN203887184U (en) | Ingot mold for round casting blank with large height-diameter ratio | |
| KR101358278B1 (en) | Lost wax casting method of the nozzle ring | |
| CN109396345A (en) | A method of for investment casting formwork part Quench | |
| CN104567367A (en) | Double-power-source bottom pouring centrifugal vacuum induction melting and casting furnace | |
| CN113787171B (en) | Rapid filling and pouring system and pouring method for large-scale superalloy casing castings | |
| CN113305268A (en) | Casting method of 12 cubic meter slag ladle | |
| RU151566U1 (en) | CASTING FORM FOR MANUFACTURING A RAILWAY WHEEL | |
| CN105478671A (en) | Microseismic casting process for aluminum alloy precision-investment casting | |
| RU119657U1 (en) | HOLLOW INGOST CASTING FORM | |
| CN105081223A (en) | Casting molding technology of middle groove shovel plate stopping ledge | |
| RU2153955C2 (en) | Method for making thick-wall tube castings of refractory alloys | |
| Nawi et al. | A Study of Auto Pour in Sand Casting Process | |
| RU2714788C1 (en) | Method for production of cast bar billets from nickel-based heat-resistant alloys | |
| RU167741U1 (en) | BALL VALVE CASTING | |
| RU2741044C1 (en) | Method for production of small-section casting bars and device for implementation thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201210 |