SU1608019A1

SU1608019A1 - Internal cooler

Info

Publication number: SU1608019A1
Application number: SU884399267A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Чернышов; Борис Иванович Уваров; Андрей Степанович Ермилин; Алексей Иванович Евстигнеев; Сергей Юрьевич Макаров
Original assignee: Горьковский Политехнический Институт
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1990-11-23

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству. Целью изобретени вл етс повышение качества отливок и слитков за счет регулировани теплоаккумулирующей способности холодильника. Он выполнен в виде нескольких концентрично расположенных элементов с образованием полостей между их стенками и с чередованием заполненных и не заполненных присадками полостей, начина с внешнего элемента. Внутренний холодильник позвол ет повысить качество литых заготовок, механические свойства и однородность строени , снизить объем выборки и заварки дефектов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to foundry. The aim of the invention is to improve the quality of castings and ingots by controlling the heat storage capacity of the refrigerator. It is made in the form of several concentrically arranged elements with the formation of cavities between their walls and with alternation of filled and non-filled cavities, starting with the external element. The internal cooler improves the quality of the cast billets, the mechanical properties and the uniformity of the structure, and reduces the volume of sampling and welding defects. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к литейному производству и Может быть использовано при получении отливок и слитков.The invention relates to foundry and can be used in the production of castings and ingots.

Цель изобретени - повышение каче- .ства отливок и слитков за счет регулировани теплоаккумулирующей способности холодильника.The purpose of the invention is to improve the quality of castings and ingots by regulating the heat storage capacity of the refrigerator.

На чертеже изображен холодильник, наход щийс в гор чем узле отливки.The drawing shows a refrigerator located in a hot casting unit.

Холодильник состоит из полых элементов 1, 2, заполненных присадками (микрохолодильниками) 3, 4. Внутренний элемент 1 охвачен двум дополнительными оболочками, образующими элемент 2, расположенными концентрично первому с воздушньм зазором и образующими дополнительную полость. В качестве фигурных элементов могут быть использованы элементы, имеющие в сечении любую конфигурацию. Холодильник фиксируют в гор чем узле с по- мощью штырей, или заформовьгаа свободные концы 5, 6. В качестве микрохолодильников может быть использована металлическа стружка, порошок, дробь и т.п. Дл выхода газов из гор чего узла отливки предусмотрены вентил ционные каналы 7.The refrigerator consists of hollow elements 1, 2, filled with additives (micro-refrigerators) 3, 4. Internal element 1 is covered by two additional shells, forming element 2, located concentric with the first air gap and forming an additional cavity. As shaped elements, elements having any configuration in cross section can be used. The refrigerator is fixed in a hot knot by means of pins, or free ends 5, 6 are formed. Metal chips, powder, shot, etc. can be used as micro refrigerators. Vent ducts 7 are provided to exit the gases from the hot casting unit.

Пример. Дл получени отливки корпуса массой 450 кг в тепловом узле устанавливали холодильник, состо щий из двух элементов, каждый из которых был заполнен железным порошком 11ЖЗК2. Масса холодильника составл ет 2,5% от массы гор чего узла. Температура заливаемого металла 1550 С. Отливку получали в песчанно- глинистой форме из стали 20ХМФЛ.Example. In order to obtain a casting of a body weighing 450 kg, a refrigerator consisting of two elements was installed in the thermal unit, each of which was filled with iron powder 11 ЖЗК2. The mass of the refrigerator is 2.5% of the mass of the hot node. The temperature of the cast metal is 1550 C. The casting was obtained in sandy-clay form from steel 20ХМФЛ.

Дл сравнени в контрольной отливке устанавливали внутренний фигурный холодильник, выполненный из полой проволоки в виде спирали, заполненной железным порошком 11ЖЗК2. Диаметр проволоки 20 мм, толщина стенки 1,0 мм. Масса холодильника составл ет 2,5% от массы заливаемого металла.For comparison, in the control casting, an internal shaped refrigerator was installed, made of hollow wire in the form of a spiral filled with iron powder 11 ЖЗК2. Wire diameter 20 mm, wall thickness 1.0 mm. The mass of the refrigerator is 2.5% of the mass of the metal being poured.

(Л(L

05 0005 00

о соabout with

По предложенному решению после заолнени формы жидким металлом прогреаетс внешний элемент холодильника месте с наход щимис в нем микрохо- одштьниками. Наружна оболочка расплавл етс и жидкий металл вступает во взаимодействие с наибольшим количеством микрохолодильников внешнего элемента. Температура жидкого металла Q снижаетс , снижаетс его перегрев. За счет наличи воздушной прослойки между элементами холодильника внутренн часть, наход ща с за прослойкой , прогреваетс . Жидкий металл 5 вступает во взаимодействие с уже подогретыми микрохолодильниками внутреннего элемента. Так как к этому времени перегрев частично или полностью сн т, во всем объеме отливки 20 механическое оседание и конвективное движение значительно ослабл ютс . Это приводит к выравниванию температуры и плотности металла как в гор чем узле, так и во всей 25 отливке.According to the proposed solution, after filling the mold with liquid metal, the external element of the refrigerator is warmed up with a place with microchips in it. The outer shell melts and the liquid metal reacts with the largest number of micro coolers of the outer element. The temperature of the liquid metal Q decreases, decreases its overheating. Due to the presence of an air gap between the elements of the refrigerator, the inner part, which is behind the interlayer, is heated. Liquid metal 5 interacts with the already preheated micro-coolers of the inner element. Since by this time the overheating is partially or completely removed, the mechanical settling and convective movement are significantly weakened throughout the entire volume of the casting 20. This leads to equalization of the temperature and density of the metal both in the hot knot and in the whole 25 castings.

Таким образом, воздушна прослойка и засыпка микрохолодильников во внут-. ренний элемент холодильника вл ютс надежной защитой от раннего срабатывани (сразу всего объема) внутренней части холодильника. Теплоаккумулирующа способность такого холодильника исчерпываетс не сразу, а отдельными порци ми длительное врем .Thus, the air gap and backfilling of micro-refrigerators in the internal. The cooler element of the refrigerator is a reliable protection against early triggering (of the entire volume at once) of the inside of the refrigerator. The heat storage capacity of such a refrigerator is not exhausted immediately, but in separate portions for a long time.

3535

В результате таких конструктивных особенностей предлагаемого внутреннего холодильника достигаетс высока точность и локальность дозировани микрохолодильников в нужное место теплового узла отливки в необходимое врем .As a result of such design features of the proposed internal refrigerator, high accuracy and locality of dosing micro-refrigerators in the right place of the casting heat unit is achieved at the required time.

Изобретение устран ет образованиеThe invention eliminates the formation of

нерасплавл нщейс корки металла вок- руг микрохй)лодильников, повышает усво емость микрохолодильников жидким металлом, улучшает однородность ме- талла, повышает его физико-механические характеристики. Применение внут- раннего холодильника, состо щего из нескольких, заключенных одна в другу замкнутых пол остей, заполн емых микро- холодильниками и разделенных воздушной прослойкой, позвол ет достичь постепенного послойного расплавлени холодильника. По предлагаемому реше Unmelted metal crust around micro-freezers, increases the absorption of micro-refrigerators by liquid metal, improves metal homogeneity, improves its physical and mechanical characteristics. The use of an internal refrigerator consisting of several closed-in-one closed fields of fields filled with micro-refrigerators and separated by an air gap enables one to achieve gradual layer-by-layer melting of the refrigerator. On the proposed solution

5five

5 five

, ,

нию после заполнени формы (гор чего узла) жидким металлом сначала расплавл етс наружна оболочка. За это врем прогреваютс микрохолодильники, наход щиес во внутренней оболочке, и после расплавлени последней подогретые микрохолодильники при взаимодействии с жидким металлом не дают резкого переохлаждени и нерасплавл - кщейс корочки в данном объеме. Момент ррабатывани внутренней части холодильника определ етс экспериментально или рассчитываетс теоретически .After filling the mold (hot unit) with liquid metal, the outer shell first melts. During this time, the micro-refrigerators in the inner shell are heated, and after melting the latter, the heated micro-refrigerators, when interacting with the liquid metal, do not give a sharp overcooling and unmelted crust in this volume. The moment of operation of the inside of the refrigerator is determined experimentally or calculated theoretically.

Отливки, полученные с предлагаемыми холодильниками, не имеют усадочных дефектов и отличаютс сплошным и однородным строением.Castings obtained with the proposed coolers do not have shrinkage defects and are characterized by a solid and uniform structure.

Таким образом, использование многослойных холодильников позвол ет регулировать их теплоаккумулируклдую способность, что значительно улучшает плотность и однородность строени и механические свойства отливок, снижает себестоимость лить за счет устранени вырубки и заварки внутренних дефектов, позвол ет проводить местное легирование и армирование за счет микрохолодильников с разной темпера- турой плавлени и химическим соста-f вом.Thus, the use of multilayer refrigerators allows you to adjust their heat accumulation capacity, which significantly improves the density and uniformity of the structure and mechanical properties of castings, reduces the cost of casting by eliminating cutting and welding internal defects, allows local doping and reinforcement due to micro coolers with different temperatures - tour of melting and chemical composition.

Преимуществом предложенного внутреннего холодильника вл етс возможность использовани металлических отходов (трубного, механического, заготовительных цехов), что позвол ет повысить коэффициент использовани металла.The advantage of the proposed internal refrigerator is the possibility of using metal waste (pipe, mechanical, preparation shops), which allows to increase the utilization rate of the metal.

Холодильник можно установить в любое место сложной фасонной отливки, что позвол ет разгрузить все гор чие узлы.The refrigerator can be installed in any place of complex shaped casting, which allows to unload all the hot knots.

Claims

1. An internal cooler for castings and ingots, comprising an α-full element with an additive, characterized in that, in order to increase the castings and ingots by regulating the heat accumulator or refrigerator capacity, it is equipped with at least two additional hollow elements arranged concentrically and forming between The banks of these elements are additional

516080196

cavities with alternating cavities, -

2. Cold drink according to claim 1 of tl and - filled with an additive and not filled with the fact that it is made starting from an external element. with the iconic part.

1 2 3 If