Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4696
.pdf
Моторная каретка перемещается по направляющим 3.5 с помощью рычага 34. Когда двигатель отводится от
формы или опоки, крестообразный шпонка выпадает из пазов 28, и простое перемещение двигателя в сторону
кожуха обеспечивает соединение между двигателем и опокой.
Опалубка, содержащая огнеупорную форму, помещается на каретку и выгружается из нее с помощью
механизма, более подробно показанного на рис. 2 и 3. Указанный механизм включает в себя расположенные
на некотором расстоянии друг от друга практически параллельные направляющие для колб или рельсы 35.
Каждая из этих направляющих, которых в данном случае две, шарнирно закреплена одним концом на
неподвижной опоре 36, на которой могут располагаться колбы до их установки в машину и после их выгрузки
из нее.
Длина этих участков составляет расстояние от шарнирного соединения до точки за пределами колбы, когда
она опирается на ролики 9, а внутренний конец каждого из них изогнут в форме, по существу, полукруга, как
показано на рисунке 37. Свободный конец этой изогнутой части снабжен роликом 38, который входит в
зацепление с внутренней поверхностью кожуха, чтобы поднимать кожух при подъеме направляющей или
рельса. Дугообразные участки 37 направляющих служат упором для ограничения движения колбы внутрь, и
эти участки расположены таким образом, что движение колбы вниз по направляющим будет ограничено
примерно тем положением, которое она будет занимать, когда будет установлена на роликах 9. 70 Защелки
39 шарнирно соединены с направляющей и поворачиваются таким образом, что позволяют опоке закатиться в
труболитейную машину, но не позволяют ей выкатиться обратно, если защелка не будет сдвинута вручную.
Это предохранительный механизм (75 единиц), предотвращающий откатывание опоки от станка во время
опускания крышки перед началом процесса литья.
Рельсы поднимаются с помощью плунжеров или 80 поршней 40, перемещающихся в цилиндрах 41,
поддерживаемых рамой 1, и снабжаются жидкостью под давлением способом, который будет описан далее.
Каждый рельс имеет выступающий вбок выступ 42 примерно в центре дугообразной части 37, и эти выступы
расположены непосредственно над плунжерами, причем для каждого рельса предусмотрен плунжер. Каждый
плунжер имеет фрикционный ролик 43 для зацепления с выступом.
На том конце рамы 1, который будет находиться в самом высоком положении при наклоне рамы, то есть на
конце, удаленном от двигателя, предусмотрен разливной носик 44. Носик для наливания установлен в опоре
45, которая 95 шарнирно соединена в точке 46 с концом кожуха, что позволяет поворачивать носик для
наливания в осевое положение относительно боковой поверхности, как показано на рис. 1, или под углом,
практически прямым к ней, как показано на рис. 3. На противоположной стороне от шарнирного соединения,
обозначенного цифрой 47, предусмотрено средство для удержания опоры в положении, показанном на фиг. 1
и 2. Указанное средство в данном случае включает перфорированные выступы на опоре и кожухе,
предназначенные для фиксации при затяжке стопорных штифтов.
Ковш 48, имеющий утвержденную конструкцию, установлен с возможностью наклона в опоре 45. Ковш I i0
установлен в отверстии в раме 49, которая вблизи своего переднего края имеет выступающие вбок штифты
50, установленные в подшипниках в опоре. Шарнирные штифты имеют рукоятки 51, а около 115 на заднем
крае рамы расположена вторая пара рукояток 52. Рукоятки 52 опираются на опору и вместе с опорными
штифтами удерживают опору и ковш прижатыми к опоре до загрузки формы.
Как уже отмечалось ранее, взаимосвязь между выравниванием формы и временем и продолжительностью ее
загрузки имеет первостепенное значение. 125 Положение должно быть таким, чтобы по мере заполнения
формы металл перемещался в продольном направлении приблизительно до конечного пункта назначения в
отливке.
с минимальным продольным отклонением: -61.11i2 G1,ilA ing, и в настоящем изобретении используется
преимущество движения формы при выравнивании для контроля процесса заливки.
Ковш и форма соединены таким образом, что по мере приближения формы к горизонтальному положению
начинается подача расплавленного металла в форму, которая продолжается в соответствии с дальнейшим
движением формы. Таким образом, благодаря координации движений механизма заливки и механизма
выравнивания, эти операции совпадают по времени и продолжительности, и достигается тот же эффект, как
если бы ровная линия расплавленного металла была нанесена продольно на ровную неподвижную форму.
Координационный механизм включает в себя рычаг 53, который шарнирно закреплен в точке 54 между своими
концами на неподвижной опоре.
Один конец рычага, как показано на рис. 1, находится в положении, позволяющем ему взаимодействовать с
рамкой 1 на конце, прилегающем к носику для наливания.
При отливке труб диаметром четыре дюйма и менее металл необходимо вставлять в форму таким образом,
чтобы предотвратить закупорку отверстия и обеспечить свободный выход газов. При этом металл должен
быть полностью и быстро выгружен из ковша.
При отливке труб такого размера на внешнем конце рычага 53 устанавливается кулачковая пластина 55.
Опора для ковша имеет выступающий наружу и вниз рычаг 56 сбоку, удаленном от разливочного носика, и
этот рычаг снабжен поперечным штифтом.
4
C. Опора, обозначенная в целом цифрой 57, предназначена для размещения между свободным концом
рычага 56 и рычагом 58, как показано на рис. 1.
Эта стойка имеет вилки 58 на своих концах, которые предназначены для зацепления с поперечным штифтом
рычага 56 и поперечным штифтом 59 на звене 60, шарнирно соединенном с рамой 1, как показано на рисунке
61. Поперечный штифт 59 перемещается в пазу кулачковой пластины 55 с целью, которая будет описана
далее. Стойка состоит из двух секций, как показано на рисунке, которые соединены натяжным устройством 67,
позволяющим регулировать длину стойки.
Из описания становится ясно, что при опускании рамы 1, на которой установлена форма, в процессе
выравнивания формы, рычаг 53 будет качаться, при этом его внешний конец будет перемещаться вверх.
Через стойку это движение 6C будет передаваться на опору ковша, и ковш будет наклоняться на опорных
штифтах, чтобы вылить его содержимое в разливочный носик.
Паз кулачка в пластине 55 состоит из двух частей 63 и 64, смещенных вбок друг от друга и соединенных
наклонной частью. Во время первого перемещения формы в горизонтальное положение поперечный штифт
59 перемещается в части 63 паза, а во время последнего участка 10 перемещения формы поперечный штифт
перемещается в части 64 паза. Соединение устроено таким образом, что заливка начинается, когда рама и
форма начинают выравнивающее движение, и продолжается на протяжении всего этого движения. Однако
из-за наличия пазового соединения скорость вращения ковша в начале и в конце процесса наклона
различается. В то время как поперечный штифт перемещается в части 63 из 80 паза, наклон ковша
происходит относительно медленно, но при этом вытекает довольно большое количество металла благодаря
расширяющейся конструкции ковша. В то время как поперечный штифт перемещается в соединении 85 между
пазами, движение наклона все еще происходит медленнее, но объем выходящего потока остается
практически тем же, поскольку ковш наклонен примерно посередине, и площадь поверхности 90
расплавленного металла достигает своего максимального значения.
Если бы скорость наклона не была снижена, объем потока увеличился бы. В то время как поперечный штифт
перемещается в части 64 паза, наклон 95 ускоряется, но объем разряда остается практически постоянным.
Благодаря описанной выше особой конструкции количество металла, выгружаемого в любой выбранный
момент времени, практически одинаково, и металл подается непрерывным потоком практически однородного
объема. Данная конструкция обеспечивает полный отвод расплавленного металла, одновременно позволяя
свободный отвод газов из формы.
Во время заливки расплавленного металла желательно вращать форму с умеренной скоростью, например, 50
об/мин. После завершения заливки и выравнивания формы скорость вращения следует существенно
увеличить, например, до 1250 об/мин.
Первый параметр можно назвать «скоростью заливки», а второй — «скоростью литья». Через некоторое
время, например, через две минуты, скорость вращения снижается до 900 об/мин. Это называется «рабочей
скоростью» и должно сохраняться в течение примерно трех минут. При обычной отливке выравнивание опоки
должно занимать от двадцати до тридцати пяти секунд, и для обеспечения надлежащей координации все эти
операции должны 126 проводиться под наблюдением одного ответственного лица. Для облегчения такого
контроля предусмотрена центральная станция, предпочтительно расположенная рядом с двигателем. На
этом этапе устанавливается электрический контроллер 66, Id 261,112, управляющий соединением между
силовыми линиями 67, по которым подается ток, и линиями 68, которые подают ток на двигатель. Генератор
индикации скорости 69 установлен на раме двигателя и приводится в движение от двигателя ремнем 70,
соединяющим шкивы на соответствующих валах двигателя и генератора.
Подходящий индикатор скорости iO 71 расположен в удобном для осмотра оператором контроллера месте и
подключен к цепи генератора посредством проводов 72.
С помощью контроллера оператор может регулировать скорость двигателя, а на центральной станции также
расположены органы управления подачей жидкости под давлением в цилиндры 7 и 41.
В цилиндры 7 и 41 подается жидкость под давлением, обычно вода, через подающую магистраль 73 из
подходящего источника. Трубы 74 и 75 ведут от подающей линии к баллонам 7 и 41 соответственно. В каждой
трубе установлены трехходовые клапаны 76 и 77, имеющие обычную конструкцию и управляемые любым
подходящим способом, например, с помощью ручных рычагов 78. Труба 75 имеет сливное отверстие 79,
ведущее в атмосферу, а труба 74 имеет сливное отверстие, ведущее в напорный бак 81, который снабжен
манометром 82 и сливным отверстием 83. В сливном отверстии 80 установлен дроссельный клапан 84, а в
сливном отверстии 83 имеется калибровочное отверстие 85.
Например, когда клапан 76 перемещается для подачи жидкости под давлением в цилиндр 7, форма
наклоняется. Когда необходимо выровнять форму, трехходовой клапан поворачивается, чтобы соединить
трубу 74 с дренажной трубой 80. Жидкость под давлением теперь стекает в напорный бак, и с помощью
дроссельного клапана 84 можно точно регулировать время, необходимое для слива жидкости из цилиндра 7,
так что форма будет выровнена по истечении выбранного периода времени. При нормальных условиях,
учитывая свойства металла и тому подобное, продолжительность хода механизма должна составлять
приблизительно 35 секунд.
С помощью дроссельного клапана можно регулировать время, необходимое для опорожнения цилиндра.
Собственный вес рамы 1 и связанных с ней деталей оказывает постоянное давление на плунжер 6 и на
жидкость в цилиндре. При отсутствии сопротивления оттоку жидкости, это давление позволит вытеснить
жидкость (воду) за определенное время. Перемещая дроссельный клапан, можно установить любое
желаемое сопротивление, а время, в которое следует изменить скорость работы двигателя 25, может быть
точно установлено и точно поддерживаться с помощью манометра 82 и калибровочного отверстия 8-5.
Для того чтобы оператор мог точно знать момент, когда рама и форма 1 (приспособление) достигают
горизонтального положения, предусмотрен сигнал, управляемый рамой 1, и сконструированный таким
образом, что в момент, когда рама перемещается в горизонтальное положение, или непосредственно перед
достижением такого положения, сигнал будет отображен.
В данном случае сигналом является электрически управляемая лампа 86, подключенная к цепи с
соответствующим источником тока 80 и переключателем, который будет описан далее, посредством
выводных проводов 87 и 88. Провод 87 соединен с источником и с контактным рычагом 89 на раме 1.
Провод 88, в который вставлена лампа 86 85, соединен с источником и с пружинным контактом 90 на
неподвижной опоре, расположенной таким образом, чтобы замыкать цепь на контактном рычаге 89, когда
рамка 1 перемещается в горизонтальное положение 9u или непосредственно перед таким перемещением.
Когда лампа загорается, работника предупреждают, что пора ускорить вращение формы до скорости литья.
Клапан 77 регулирует поток жидкости 9T5 под давлением к цилиндрам 41 и от них, в которых расположены
плунжеры 40, поднимающие и опускающие капот.
Когда клапан поворачивается в одном направлении, жидкость поступает из подающей линии 100 в цилиндры,
и крышка поднимается.
Когда клапан поворачивается в другое положение, труба 75 соединяется со сливом 79, и вес кожуха и
сопутствующих деталей выталкивает жидкость 10W под давлением.
Описанная выше конструкция подходит для центробежного литья труб любого диаметра, но она особенно
хорошо подходит для труб диаметром четыре дюйма и менее, 110, где условия несколько отличаются от
условий литья труб большего диаметра.
На рис. 5, иллюстрирующем альтернативную конструкцию, более конкретно адаптированную для отливки труб
больших диаметров, каретка 91, аналогичная показанной на рис. 1, за исключением того, что опорные ролики
92 опоки плоские, поворачивается в точке 93 к подходящей опоре, а 12( наклоняется с помощью плунжера и
цилиндрической конструкции 94.
Колба 95 опирается на ролики 92 и удерживается на месте колпаком 96, на котором расположены плавающие
ролики 97. 125 Колба имеет трековые кольца 98, аналогичные кольцам 10 на рис. 1. Плавающие ролики
установлены поперечно в рычагах вилок 99, которые скользят во втулках 100, расположенных в отверстиях в
капоте.
Резьбовой стержень 101 вращательно соединен с корпусом каждой хомуты, и каждый стержень проходит
через гайку 102, скользяще поддерживаемую крестовиной на внешнем конце втулки. Пружина 103 охватывает
стержень между крестовиной и упором 104, расположенным на некотором расстоянии друг от друга
относительно крестовины посредством стержней 105, соединенных с крестовиной.
Эти стержни 105 также поддерживают гайку 106, в которую ввинчена втулка 107, охватывающая стержень.
Втулка упирается на 1,5 в упор 104, который скользит по штокам и предназначен для регулировки натяжения
пружины.
Внешний конец стержня имеет форму, позволяющую вставлять инструмент для его вращения относительно
упомянутой ранее гайки 102, которая скользит в крестовине. Для удобства вращения втулки 107 к ней
присоединено маховик 108, который, как видно, позволяет точно регулировать давление, с которым
плавающий ролик взаимодействует с колбой. Однако валик всегда является плавающим. Для
предотвращения поворота ярма относительно корпуса 100, что привело бы к смещению ролика 97
относительно роликов 92, ярмо имеет скошенную форму в корпусе, как показано на рисунке 109. Капот и
связанные с ним детали поднимаются с помощью жидкости 35, находящейся под давлением, механизм
которой обозначен в целом цифрой 110, что соответствует показанному на рис. 1, и управляется аналогичным
образом. Двигатель 111 установлен таким образом, чтобы перемещаться к колбе и от нее аналогично
двигателю 25, а связанные с ним детали в основном идентичны тем, что показаны на рис. 1.
Однако способ соединения двигателя и колбы несколько отличается.
4,5 В конструкции, показанной на рисунке 11, вал двигателя несет головку 112, в которой расположены
поворотные угловые защелки 113. Каждая из этих защелок имеет часть, расположенную преимущественно
продольно относительно вала 5(), и часть, расположенную радиально по отношению к нему, как показано на
рисунке. Продольные части имеют выступающие внутрь выступы 114, которые входят в пазы в колбе,
фиксируя крышку на колбе. Как показано на рисунке 5, радиальные части защелок выступают за пределы
головки и занимают положение, позволяющее им взаимодействовать с хомутом 115, скользящим по валу
двигателя.
Когда ярмо перемещается в сторону колбы, все защелки поворачиваются на своих шарнирных соединениях,
чтобы отсоединить их от колбы, и обычно они прижимаются в зацепленное положение пружинами 116.
Центробежное движение не приводит к разъединению защелок, поскольку центробежная сила, действующая
на более тяжелые части, не способствует более плотному зацеплению защелок с колбой. Для снятия всех
боковых напряжений 70 с защелок 113 головка 112 предпочтительно снабжена одним или несколькими
крестообразными шпонками 27, расположенными таким образом, чтобы входить в зацепление с пазами 28 в
торцевой пластине 29 колбы.
Ковш и опора для разливочного носика 75 117, рама ковша 118 и сам ковш 119 во всех отношениях
аналогичны соответствующим частям на рисунке 1 и имеют аналогичное расположение. Рама ковша имеет
рычаг 120, соответствующий рычагу 56 80 на рисунке 1, и рычаг 121, аналогичный рычагу 53, расположен
аналогичным образом относительно рамы 91. Один конец рычага предназначен для взаимодействия с рамой
при ее перемещении в горизонтальное положение для поворота рычага, а другой конец рычага имеет
множество поперечных штифтов 122.
В конструкции, показанной на рисунке 5, стойка 122', имеющая тот же характер, что и показанная на рисунке 1
под номером 57, расположена непосредственно между рычагом 120 и рычагом 121, при этом вилки на концах
стойки входят в зацепление с поперечными штифтами 122 и аналогичным поперечным штифтом на рычаге
120.
При литье труб диаметром более четырех 95 дюймов очень точная регулировка объема струи не столь важна,
поскольку отсутствует такая высокая вероятность засорения формы. Таким образом, механизм регулирования
объема потока в соответствии с площадью поверхности расплавленного металла в ковше становится
ненужным.
Принцип работы конструкции, показанной на рис. 5, в основном аналогичен принципу работы конструкции 106,
показанной на рис. 1. Когда форма начинает перемещаться в горизонтальное положение, ковш начинает
наклоняться, причем движения выравнивания и наклона совпадают и совпадают по протяженности.
Предпочтительно предусмотреть механизм, обеспечивающий фиксацию каретки двигателя на направляющих,
когда двигатель соединен с колбой. Этот запирающий механизм может иметь любую подходящую
конструкцию и приводится в действие колесом 115 123. Для освобождения защелок 113 предусмотрено
средство для перемещения хомута 115, которое включает вал 124, установленный на каретке двигателя, и
имеет радиальные рычаги 125, имеющие шарнирное соединение 120 и скользящее соединение с хомутом.
Вал приводится в колебательное движение с помощью рычага 126, соединенного с поршнем цилиндра 127,
который соединен с подачей жидкости под давлением для приведения поршня в действие.
Желательно, чтобы соединение между колбой и валом двигателя было гибким, и можно использовать
множество вариантов таких соединений. На фиг. 10, 130 I - 261,112, показан вариант осуществления, в
котором соединительная головка или диск 128 соединены с другим диском 129, жестко установленным на
валу двигателя 130, посредством 6 из брезента или пружин 131. Диск 128 содержит соединительный
крестообразный ключ 28 для соединения пазов с колбой.
Данный вариант исполнения адаптирован для использования с конструкцией -V--полосы.
Следует отметить, что опорная рама пресс-формы поворачивается в точке, несколько удаленной от ее конца.
Такая конструкция позволяет сбалансировать раму, тем самым снижая усилие, необходимое для ее наклона,
и одновременно сокращая расстояние, которое рама должна пройти от наклонного положения до
горизонтального, и, как следствие, время.
Для выравнивания не требуется электропитание, оно полностью зависит от силы тяжести, а скорость и
продолжительность операции выравнивания можно точно регулировать, регулируя выпускной поток из
гидравлических цилиндров.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_261113.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=261113&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB261113A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 18 августа 1925 г., № 20689/25.
Полный текст принят: ноябрь. 18, 1926.
261,113 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ центробежного литья полых металлических тел и полые тела, отлитые таким способом.
Я, Альфред Найт Кроуд, дипломированный патентный поверенный, проживающий по адресу: Чансери Лейн,
70, Лондон, Западный Кейп-Код 2, подданный Его Величества Короля Великобритании и Ирландии,
настоящим заявляю о характере данного изобретения (которое было сообщено мне из-за границы компанией
Sand Spun Patents Corporation, корпорацией, организованной и действующей в соответствии с законами штата
Делавэр, по адресу: Пятая авеню, 200, Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки), и о способе его
осуществления, который будет подробно описан и установлен в следующем заявлении:
Данное изобретение представляет собой усовершенствование литья металлов и способов его изготовления,
и в частности, относится к относительно длинным полым изделиям, таким как чугунные трубы, отлитые
центробежным способом в огнеупорных формах.
Целью настоящего изобретения является разработка способа литья для получения полого металлического
тела, в котором внутренняя поверхность обеспечивается превращением примесей в шлак, обладающий
высокой текучестью для тщательного удаления металла, низкой удельной плотностью для обеспечения его
появления и удержания на внутренней поверхности отливки, а также низкой температурой плавления для
обеспечения предварительного охлаждения металла, и в котором внешняя отделка обеспечивается составом
формы.
В общих чертах, отливки такого типа изготавливаются путем загрузки расплавленного металла в форму с
огнеупорной футеровкой, вращающуюся вокруг своей оси, предпочтительно с возможностью наклона, и при
этом форма наклоняется во время загрузки. Форма выравнивается во время или сразу после завершения
загрузки, чтобы равномерно распределить металл по стенкам формы.
Полые изделия, отлитые указанным выше способом, обладают очень приятной и желательной внешней
отделкой, но из-за наличия примесей, таких как песок, шлак, оксиды и тому подобное, имеющих низкую
удельную плотность, а также из-за того, что такие примеси попадают на внутреннюю поверхность изделия во
время литья, скапливаясь на ней, обычно около торцов, в виде шлака или шлака, внутренняя поверхность
выглядит менее привлекательно, и отливка в целом неудовлетворительна.
В процессе загрузки, то есть пока форма вращается с относительно низкой скоростью, возрастает тенденция к
образованию оксидов, поскольку происходит непрерывное падение в ванну металла в самой нижней части
формы отслоившихся мелких частиц, которые при падении через кислород атмосферы формы подвергаются
поверхностному окислению. 65 Поскольку температура плавления оксида выше, чем у металла, этот
поверхностный оксид не превращается обратно в жидкое состояние расплавленного металла, в который он
попадает. Расплавленная внутренняя часть частицы, достигнув расплавленной ванны из аналогичного
материала, отделяется от нее двумя оксидными пленками с более высокой температурой плавления, поэтому
относительно чистый металл частицы не соединяется с относительно чистым металлом ванны в тесном
контакте.
Относительно большая доля таких частиц не полностью проникает в слой шлака или шлаковой облицовки
отливки, 80 а агрегируется со шлаком, значительно увеличивая его удельную плотность, так что она
приближается к удельной плотности металла в отливке. Следовательно, отсутствует желаемое четкое
разделение между металлом 85 и заусенцем. Соединение относительно плотное, при этом скребок довольно
глубоко вдавлен в стенку отливки, что приводит к его ослаблению и образованию точечных повреждений при
удалении скребка.
Было предпринято множество попыток устранить условия, приводящие к образованию налета, в частности,
было предложено поместить металл в атмосферу, способствующую раскислению, например, с помощью
оксида углерода, водорода, пара и тому подобного. Это довольно сложный процесс, и если он окажется
успешным в предотвращении образования оксидов, то никоим образом не повлияет на другие
присутствующие примеси, которые участвуют в образовании налета.
Также было предложено на подходящем этапе процесса литья вводить эмалирующий материал, чтобы
покрыть и скрыть эмалевым слоем дефекты, вызванные неровностями. Данная процедура не предотвращает
увеличение удельной плотности шероховатости за счет агрегации металлического железа и связанных с этим
негативных последствий, а эмалевое покрытие также существенно изменяет внешний вид внутренней части
отливки.
Согласно данному изобретению, на определенном этапе загрузки предлагается вводить в форму флюс или
флюсы с низкой температурой плавления, способные выделять неокисляющий газ для удаления окисляющих
газов, присутствующих в форме, а также способные образовывать текучий шлак с оксидами и другими
примесями для очистки формы и металла.
Для предотвращения разъедания и вымывания песка расплавленным металлом, попадающим в форму, а
также для обеспечения устойчивости формы к разрушающему воздействию высокой скорости вращения, при
использовании формы из огнеупорного материала обычно проводят ее обжиг для удаления влаги, а если
форма не обжигается, наносят защитное покрытие.
Ни один из методов не является полностью удовлетворительным: обжиг или сушка формы обходятся дорого,
а защитное покрытие, обладающее плавким свойством, сплавляется с металлом отливки, образуя оболочку
белого или серовато-белого цвета, что в этом отношении отличается от общепринятого типа.
Я обнаружил, что полые изделия рассматриваемого типа могут быть изготовлены диаметром до 5 дюймов в
необожженных, сырых, влажных или мокрых песчаных формах без риска образования пузырей, вздутий и
тому подобного из-за обратного выброса газов, при условии правильного обращения с формой во время
загрузки и литья, причем обращение должно быть таким, чтобы тепло расплавленного металла
использовалось во время загрузки для сушки или обжига формы.
Для обеспечения надлежащей отделки внешней поверхности изделия (G0) желателен определенный тип
облицовочного материала, и я обнаружил, что подходящим материалом для этой цели является влажная
черненая облицовка, обычно используемая для обработки сухим песком, состоящая из мелкодисперсного или
порошкообразного углеродистого материала, нанесенного в водной эмульсии, в результате чего на стенке
формы образуется густая суспензия облицовочного материала.
Это покрытие, хотя и горючее в атмосфере кислорода (70%), не сгорает в процессе работы из-за недостатка
кислорода и не сплавляется с металлом отливки.
За исключением потери влаги, при охлаждении отливки (1 фунт 75 унций) перед извлечением из формы она
остается неизменной, образуя слой, легко отделяющийся от отливки и оставляющий поверхность желаемого
естественного темно-серого цвета.
Однако, если отливку извлечь из формы при достаточно высокой температуре, способной воспламенить
углеродистый облицовочный материал в присутствии кислорода, облицовочный материал будет
израсходован, в результате чего поверхность отливки приобретет цвет 85, значительно более светлый, чем
при механическом удалении облицовочного материала после охлаждения.
Для защиты тех частей формы, которые подвергаются наиболее интенсивному воздействию расплавленного
металла во время литья, от возможного воздействия в виде порезов или промывок, содержание влаги на
поверхностях формы в зонах, подверженных такому воздействию, может быть уменьшено путем сушки этих
зон пламенем под давлением 95°C в течение нескольких минут непосредственно перед литьем.
Описанные выше манипуляции с формой во время загрузки и литья, в частности, включают в себя вращение
наклонной формы с относительно низкой скоростью во время загрузки, так что центробежной силы
недостаточно для перемещения расплавленного металла выше самой высокой точки формы, в результате
чего основная часть загрузки остается в виде ванны, простирающейся вдоль самой нижней части формы.
Хотя я не желаю ограничивать объем изобретения какими-либо необоснованными предположениями
относительно точного действия 110, которое происходит, я считаю, что при этой процедуре форма сначала
фактически высушивается поверхностно за счет кратковременных контактов между ее внутренними стенками
и расплавленным металлом, прежде чем стенка формы будет полностью покрыта слоем расплавленного
металла, что может препятствовать свободному выходу первоначально образовавшегося пара.
Процесс высыхания формы происходит изнутри наружу, при этом влага 120 подвергается попеременному
испарению и конденсации по мере своего распространения наружу.
таким образом, чтобы повлиять на его движение в этом направлении, и он находит путь к внешней стороне
формы и к вентиляционным отверстиям опоки, как описано в Спецификации к патенту № 222556, не нарушая
внутренних поверхностей стенок формы.
На прилагаемом чертеже 1i30 261,113 3 показан продольный разрез формы, изготовленной в соответствии с
описанным здесь методом и готовой к отливке.
При реализации усовершенствованного метода.
6 Песчаная форма изготавливается обычным способом из песка, который может быть как широко
используемым, так и смешанным с другими материалами в соответствии с требуемыми результатами, а после
завершения изготовления внутренняя поверхность формы покрывается водной эмульсией нерастворимого
углеродистого материала, такого как мелкодисперсный антрацитовый уголь, ореховый кокс или и то, и другое,
модифицированное при необходимости другими компонентами.
Это покрытие, обычно по консистенции напоминающее мутную воду, наносится на форму любым обычным
или желаемым способом. Покрытие закрывает форму и предотвращает сплавление расплавленного металла
с песком. Хотя в обычном понимании этого слова вещество является горючим, оно не подвергается
воздействию в процессе литья, и при охлаждении отливки его свойства практически не изменяются, за
исключением содержания влаги. Он легко отделяется от отливки, оставляя естественную темно-серую
поверхность.
Предпочтительно, чтобы форма подвергалась воздействию пламени в течение приблизительно пяти минут
непосредственно перед началом процесса литья. Эта обработка снижает содержание влаги в облицовочном
слое и песке в зонах, наиболее подверженных воздействию текучего металла, перед началом быстрого
вращения формы. Песок и облицовка в таких зонах практически, если не полностью, сухие, а песок и
облицовка в зонах, непосредственно прилегающих к первой из упомянутых зон, которые также подвергаются
сильному воздействию расплавленного металла, но в меньшей степени, чем первая из упомянутых зон,
имеют существенно пониженное содержание влаги.
Обращаясь к чертежам, на которых указано содержание влаги в песке, составляющем форму А в опоке В,
следует отметить, что до обработки пламенем содержание влаги в песке составляет около 11%. В зонах С на
торцах формы, которые будут подвергаться наиболее интенсивному воздействию расплавленного металла во
время литья, содержание влаги снижено примерно до 1 %, а в прилегающих зонах D, которые подвергаются
менее интенсивному воздействию, содержание влаги снижено примерно до 5 %.
Таким образом, формы готовы к отливке, расплавленный металл вводится любым подходящим или
желаемым способом.
Допускается использование любого предпочтительного типа литейного оборудования. Предлагаемый тип
заключается в том, что операция заливки осуществляется 66 в то время, когда форма наклонена или откинута
от горизонтального положения и возвращается в горизонтальное положение по завершении или почти по
завершении операции заливки, что обеспечивает равномерное распределение расплавленного металла по
поверхности формы.
Когда расплавленный металл заливается в форму, он ударяется о зону (на конце трубы, где находится
патрубок), и эта зона после обработки трубы газовым пламенем, как указано выше, практически сухая,
содержание влаги составляет приблизительно 1%. Затем металл протекает через частично сухую зону D, а
оттуда — к раструбному концу трубы. Наиболее интенсивное воздействие расплавленного металла на конце
раструба наблюдается в зоне С, где изменяется направление потока и несколько увеличивается его скорость.
Эта зона соответствует сухой зоне на конце патрубка, и будет очевидно, что в местах, где воздействие
расплавленного металла наиболее интенсивно, он не контактирует напрямую с песком и поверхностью с
самым высоким содержанием влаги.
Влажность песка незначительно повышается при нанесении влажного покрытия, и в следующей таблице
показана приблизительная влажность поперечных сечений на разных этапах и в разных местах.
1
-й исходный песок - 2-й после чернения 3-й готовый к отливке - бортик 4-й готовый к отливке - средний 5-й
готовый к отливке - колокол - 10,5% - 11,2% - 7,8% - 11,1% - 8,6% 7,5 Используемый, как указано выше, песок
представляет собой обычный насыпной песок, с добавлением или без добавления других примесей.
Влажное покрытие состоит преимущественно из углерода, 105 который может быть получен путем
измельчения орехового кокса до тонкости муки и смешивания с водой и подходящим связующим веществом,
например, глиной. После надлежащего замачивания и выдержки смесь доводят до жидкого состояния,
которое наилучшим образом подходит для песка, подлежащего покрытию или облицовке.
Подходящая песчаная смесь состоит из кварцевого песка, крупнозернистого песка и формовочного песка,
смешанных в пропорции примерно 11/6 500% первого, 350% второго и 15% третьего. Жидкое покрытие может
иметь любой подходящий характер, аналогичный тому, который используется в стандартной литейной
практике. Основное назначение облицовочного материала, в котором содержание углерода обычно
составляет 80% от общего количества твердых частиц, заключается в создании защитного покрытия на
поверхности песка, чтобы горячий металл не сплавлялся с ним.
На каком-то этапе процесса загрузки металла я ввожу в форму и на поверхность расплавленного металла
один или несколько материалов, известных как флюсы, например, тетраборат натрия (обычная бура), хлорид
натрия (поваренная соль), неочищенный карбонат натрия (кальцинированная сода) или тому подобное, чтобы
превратить примеси металла в шлак.
Количество используемого флюса будет в некоторой степени зависеть от свойств металла и требуемых
результатов. Например, для кальцинированной соды обычно достаточно 1 фунта на 12-футовый отрезок
трубы диаметром 6 дюймов. Измельчённый флюс может быть помещен на металл в ковше непосредственно
перед загрузкой или в любое другое время, и после этого он почти мгновенно переходит в жидкое состояние,
плавая на поверхности расплавленного металла и попадая вместе с ним в форму, сохраняя при этом своё
поверхностное положение.
Флюсы имеют очень низкую температуру плавления, и, как только они попадают на расплавленный металл,
они сразу же плавятся, растекаясь по нему и собирая уже присутствующие примеси, такие как шлаки,
окисленное железо, песок и тому подобное, сплавляя эти примеси и образуя с ними тонкий текучий шлак,
который покрывает поверхность металла, препятствуя доступу воздуха к нему и, следовательно, образованию
оксида металла.
В результате плавления образуется инертный газ, например, углекислый газ, который вытесняет содержащие
кислород газы, уже находящиеся в форме, очищая ее от примесей и создавая и поддерживая атмосферу,
которая, по меньшей мере, является инертной, так что дальнейшее окисление поверхности металла не
происходит.
Благодаря потоку образовавшегося шлака, он проникает по всей поверхности металла к концам трубы или
отливки, тщательно очищая металл, и при охлаждении образует пленку или покрытие, которое легко удалить.
Шлаковая поверхность покрывает металл формы и удерживает практически все примеси в суспензии на
поверхности металла.
Образовавшаяся масса представляет собой настоящий шлак, не содержащий металлического железа, и
после удаления оставляет поверхность отливки гладкой, естественного цвета и с нормальным внешним
видом.
Из-за низкой удельной плотности шлак остается на поверхности расплавленного металла и, под действием
силы тяжести и центробежной силы, притягивает примеси, которые затем перемещаются на внутреннюю
поверхность формы. Из-за низкой температуры плавления шлак остается жидким еще долго после
затвердевания металла, продолжая выделять инертные газы и выступая в качестве поглотителя металла и
атмосферы формы.
Поскольку существует значительная разница в удельной плотности между шлаком, образующимся при
использовании флюса, и металлом, не наблюдается тенденции к тесному соединению между ними, и линия
разграничения четко определена и в значительной степени однородна. Шлаковое покрытие является
исключительно поверхностным и не врастает в стенки отливки, а после охлаждения его можно легко удалить,
поскольку оно прилипает, но неплотно, и легко отделяется ударами или соскабливанием. При желании его
можно удалить с помощью водоочистки, поскольку это водорастворимый шлак. 75 Флюсующий или шлаковый
материал может вводиться любым подходящим способом и на любой стадии, пока металл находится в
жидком состоянии.
Однако очевидно, что чем раньше он будет введен и чем ближе к ковшу точка введения, тем меньше будет
возможностей для образования оксида и тем дольше будет время для выполнения предполагаемой функции.
Предпочтительно, введение указанного материала 8.5 происходит одновременно с введением
расплавленного металла в форму. При литье в наклонной форме флюс может подаваться подходящей струей
на форму по мере его затекания в форму под углом 90 градусов. При литье в формы, расположенные иным
образом, момент и время введения будут определяться условиями и желаемыми результатами.
Соседние файлы в папке патенты