ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2283205
СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА БЕЗ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАГРЕВА

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА БЕЗ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАГРЕВА. КОЛЬЦО. УКРАШЕНИЯ. ЮВЕЛИРНЫЕ. ЗОЛОТО. ПЛАТИНА. АЛМАЗ. БРИЛЬЯНТ. НОУ ХАУ. ОБРАБОТКА. ЮВЕЛИРНЫЙ. ОГРАНКА. ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ. ВНЕДРЕНИЕ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГИИ.

ИЗОБРЕТЕНИЕ. СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА БЕЗ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАГРЕВА. Патент Российской Федерации RU2283205

Имя заявителя: Волков Анатолий Евгеньевич (RU) 
Имя изобретателя: Волков Анатолий Евгеньевич (RU) 
Имя патентообладателя: Волков Анатолий Евгеньевич (RU)
Адрес для переписки: 624740, Свердловская обл., г. Нижняя Салда, ул. Уральская, 7-12, А.Е.Волкову
Дата начала действия патента: 2001.12.07 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в ювелирном и стоматологическом производствах. В промежуточной емкости получают ванну расплава посредством источника нагрева, расположенного на оси вращения емкости, которая проходит через центр тяжести расплава в емкости. Под действием центробежных сил расплав из ванны поступает прямо в форму, которая соединена с емкостью посредством трубопровода. Нижняя часть трубопровода расположена под углом к горизонту. Угол наклона трубопровода выполнен таким, чтобы удерживать расплав в емкости в спокойном состоянии и не препятствовать поступлению расплава в форму при вращении. Обеспечивается получение сложных и тонкостенных изделий из тугоплавких и химически активных металлов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для литья любых металлов, включая тугоплавкие и химически активные.

Наиболее близким техническим решением в качестве аналога является способ центробежного литья металла с получением расплава в гарнисажной печи, где расплав металла плавится в тигле [1]. Положительной чертой центробежного литья в гарнисажной печи является возможность получения фасонных изделий сложной формы из тугоплавких и химически активных металлов, поскольку на заливаемый в форму металл действует центробежная сила, а литье производится в защитной среде.

Целью изобретения является повышение эффективности использования и расширения технических возможностей за счет получения более качественных изделий, более сложной формы, включая фасонные изделия и т.д. для применения в стоматологии, ювелирном деле, спец. технике и т.п.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе центробежного литья металла, включающем получение расплава в промежуточной емкости с помощью источника нагрева, расположенного на оси вращения, проходящей через центр тяжести расплава в емкости, слив расплава под действием центробежных сил во вращающуюся форму без отключения источника нагрева, промежуточную емкость соединяют с вращающейся формой посредством трубопровода, нижнюю часть которого выполняют под углом к горизонту, обеспечивающим удержание расплава в промежуточной емкости и спокойном состоянии, и слив расплава прямо в форму под действием центробежных сил после начала вращения. Вокруг емкости с расплавом располагают несколько форм.

Предложенный способ реализует установка, представленная на фиг.1. Установка включает камеру плавления 1, в которой расположен нагреватель металла 2 (электрод, электролучевая пушка, плазмотрон, лазер и т.п.).

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА БЕЗ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАГРЕВА. Патент Российской Федерации RU2283205

Расплав металла получают в охлаждаемой емкости 3, находящейся по центру оси вращения 8, емкость 3 может быть выполнена из меди, при наплавлении в которую ванны металла 4 расплав не взаимодействует с материалом емкости, далее после получения необходимого объема ванны металла 4 прямо из-под источника нагрева 2, после включения вращения расплав под действием центробежных сил поступает в направляющие трубопроводы 6, а затем в формы 5, находящиеся в вакуумируемой камере плавления 1, через патрубок 9. После включения вращения через ось 8 расплав 4, уходящий из емкости 3, наполняется дополнительными объемами расплава за счет того, что источник нагрева 2 продолжает работать. В случае, если применяется расходуемый электрод 2 в качестве источника нагрева, то с него дополнительно под действием горящей дуги 7 в форму поступает расплав, а кроме того, расплав дополняется от плавления открывающегося застывшего гарнисажа, расположенного на дне охлаждаемой емкости. При использовании независимых источников нагрева расплав дополняется только за счет плавления гарнисажа.

О способе центробежного литья в гарнисажной печи известно, что при получении необходимой ванны расплава металла последний приходится несколько перегревать, так как при переливе из тигля в форму расплав теряет тепловую энергию. Кроме того, необходимость создания защитной атмосферы вокруг плавильной печи, сливного устройства и формы увеличивает энергозатраты и габаритные размеры установки. В предлагаемом изобретении охлаждаемая емкость 3 плавно переходит в форму 5. Линия, формирующая нижнюю часть емкости трубопровода, выполнена под некоторым углом - а к горизонту, поднимаясь плавно от емкости к трубопроводу таким образом, чтобы обеспечить накопление необходимой ванны металла в емкости и удерживать его там в спокойном состоянии, но в то же время после начала вращения не препятствовать быстрому поступлению расплава в форму под действием центробежных сил.

Для получения сложных форм, особенно из тугоплавких металлов, где время кристаллизации очень небольшое, энергетически выгодно прямо из-под источника нагрева сливать расплав в форму, так как это способствует повышению жидкотекучести и более высокому использованию расплава в готовые изделия, при одновременном снижении литниковых отходов.

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА БЕЗ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАГРЕВА. Патент Российской Федерации RU2283205

Расположение источника нагрева 2 и ванны расплава 4 на оси вращения позволяет располагать мелкие формы вокруг ванны расплава и производить заливку сразу нескольких изделий, либо данное расположение позволяет изготовить единую цилиндрическую деталь, для которой не требуется пространства для перемещения расплава 4, а форма 5 просто огибает ванну расплава 4. Данный вариант изображен на фиг.2.

В предлагаемом способе, как и в аналоге, используется положительный эффект от центробежных сил вращения при воздействии на металл во время заливки в форму. Но в предлагаемом изобретении охлаждаемая емкость плавно переходит в трубопровод, соединенный в форму, тем самым резко сокращается время на транспортирование расплава в форму, усиливается тепловое воздействие на заливаемый в форму металл, при этом получаются более тонкостенные и сложные изделия, не насыщенные инородными примесями с мелкозернистой структурой. Получение расплава в охлаждаемой емкости, плавно соединенной с формой, позволяет снизить перегрев расплава, точно регулировать температуру при его сливе, сократить время при перемещении расплава в форму и уменьшить габариты установки.

Поэтому в данном случае, кроме керамических форм, могут использоваться металлические формы, которые могут быть изготовлены по выплавляемым моделям и способны выдерживать значительно большие механические нагрузки от сил вращения, в отличие от керамических форм, поэтому на заливаемый металл можно воздействовать большими силами, а следовательно, получить более сложные и тонкостенные изделия. Кроме того, металлические формы более интенсивно отводят тепло из расплава, тем самым изделие получает мелкозернистую структуру, а следовательно, и получает более высокие механические свойства.

Получение сложных тонкостенных изделий с высокими механическими свойствами из тугоплавких и химически активных металлов (титан, ниобий, тантал, платина, иридий и т.д.) на сегодня особенно необходимо в стоматологии, ювелирном деле, спец. технике, где каждая деталь индивидуальна.

В отличие от аналога предлагаемое изобретение обеспечивает:

  • получение изделий особосложной формы высокого качества;

  • компактность устройства и высокую экономию электроэнергии;

  • автоматическую организацию перелива расплава из охлаждаемой емкости в кристаллизаторы, формы и т.п. с заданной постоянной скоростью, под действием сил вращения;

  • рафинирование расплава за счет расположения вакуумного патрубка для откачки газов на определенном месте, около ванны расплава;

  • интенсивное охлаждение расплава при его кристаллизации;

  • надежную автоматизацию и управление процессом.

Поэтому предлагаемое изобретение целесообразно считать полезным для применения на стоматологическом, ювелирном и спец. производстве, при получении сложных высококачественных изделий из титана, ниобия, иридия, платины и т.п. металлов.

ЛИТЕРАТУРА

Карпухин В.В. Печи для цветных и редких металлов. - М.: Металлургия, 1993 (стр.392-393).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

  1. Способ центробежного литья металла, включающий получение расплава в промежуточной емкости с помощью источника нагрева, расположенного на оси вращения, проходящей через центр тяжести расплава в емкости, слив расплава под действием центробежных сил во вращающуюся форму без отключения источника нагрева, отличающийся тем, что промежуточную емкость соединяют с вращающейся формой посредством трубопровода, нижнюю часть которого выполняют под углом к горизонту, обеспечивающим удержание расплава в промежуточной емкости в спокойном состоянии, и слив расплава прямо в форму под действием центробежных сил после начала вращения.

  2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вокруг емкости с расплавом располагают несколько форм.

Версия для печати
Дата публикации 19.11.2006гг


вверх