формула изобретения
1. способ отливки изделий из металла, предусматривающий плавление металла в условиях вакуума в тигле, помещенном в индуктор, находящийся в рабочей камере, заливку расплавленного металла в литьевую форму, помещенную в дополнительный индуктор, отключение питания индуктора после того, как весь металл вытек из тигля, и создание в рабочей камере давления путем подачи в рабочую камеру воздуха, отличающийся тем, что плавление металла осуществляют при дополнительном воздействии ультразвуковым генератором, а одновременно с отключением индуктора и подачей в рабочую камеру воздуха последовательно от нижнего к верхнему отключают витки обмотки дополнительного индуктора с интервалом не менее 0,8 сек., и после отключения всех витков отключают ультразвуковой генератор.
2. устройство для отливки изделий из металла, содержащее компрессор для создания давления в рабочей камере, вакуумный насос для создания вакуума в рабочей камере и расположенные в рабочей камере тигель, помещенный в индуктор с высокочастотным генератором, и литьевую форму для формирования отливаемого изделия, помещенную в дополнительный индуктор с высокочастотным генератором, отличающееся тем, что в него введен ультразвуковой генератор, а дополнительный индуктор снабжен устройством для последовательного отключения витков обмотки дополнительного индуктора от нижнего к верхнему с интервалом не менее 0,8 сек. |
способ отливки изделий из металла и устройство для его реализации
(i) область использования изобретение относится к ортопедической стоматологии и может использоваться для литья изделий из благородных и не благородных металлов, таких как коронки, мосты, зубные протезы и т.д., а также в ювелирной промышленности для отливки тонких и сложных по форме изделий.
(ii) предшествующий уровень техники
известны способ и устройство для отливки изделий из металла (см., например, JP 56126063 от 02.10.1981). способ заключается в том, что осуществляют плавление металла в тигле рабочей камеры, помещенном в индуктор, в условиях вакуума, заливку расплавленного металла в литьевую форму, помещенную в дополнительный индуктор, отключение питания индуктора после того, как весь металл вытек из тигля, и создание в рабочей камере давления путем подачи в рабочую камеру воздуха. устройство для отливки изделий из металла содержит тигель, расположенный в рабочей камере и помещенный в индуктор с высокочастотным генератором. литьевая форма также помещена в индуктор с высокочастотным генератором. плавление осуществляется в вакууме.
недостатком известного способа и устройства является одновременный переход в твердое состояние как самого изделия, так и литников, что не обеспечивает точность отливки изделий сложных форм. технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в обеспечении точности отливки сложных и тонких изделий и отсутствии усадочных раковин в отливке, благодаря более полному заполнению литьевой формы за счет компенсации усадки металла при его переходе из жидкого состояния в твердое. указанный технический результат достигается за счет того, что в способе отливки изделий из металла, предусматривающем плавление металла в условиях вакуума в тигле, помещенном в индуктор рабочей камеры, заливку расплавленного металла в литьевую форму, помещенную в дополнительный
индуктор, отключение питания индуктора после того, как весь металл вытек из тигля, и создание в рабочей камере давления путем подачи в рабочую камеру воздуха, плавление металла осуществляют при дополнительном воздействии ультразвуковым генератором, а одновременно с отключением питания индуктора и подачей в рабочую камеру воздуха последовательно от нижнего к верхнему отключают витки обмотки дополнительного индуктора с интервалом не менее 0,8 сек., и после отключения всех витков дополнительного индуктора отключают ультразвуковой генератор.
(iii) раскрытие изобретения
технический результат достигается также тем, что в устройство для отливки изделий из металла, содержащее компрессор для создания давления в рабочей камере и вакуумный насос для создания вакуума в рабочей камере и расположенные в рабочей камере тигель, помещенный в индуктор с высокочастотным генератором, и литьевую форму для формирования отливаемого изделия, помещенную в дополнительный индуктор с высокочастотным генератором, согласно изобретению введен ультразвуковой генератор, а дополнительный индуктор снабжен устройством для последовательного отключения витков обмотки от нижнего к верхнему с интервалом не менее 0,8 сек.
(iv) примеры осуществления изобретения
сущность изобретения поясняется чертежом.
на фиг. 1 представлена схема устройства для отливки изделий из металла. в рабочей камере 12 расположен индуктор 1 с высокочастотным генератором (на чертеже не показан), внутри которого находится тигель 7, предназначенный для загрузки металла 3, и индуктор с высокочастотным генератором 2, с помещенной в него литьевой формой 13. индуктор 2 оборудован устройством для последовательного отключения витков обмотки индуктора 2. это устройство может быть выполнено в виде перемещающегося электорода 6. рабочая камера закрывается крышкой 9 со смотровым окном 8 и сообщается через впускной клапан 10 с компрессором 11 и через выпускной клапан 20 с вакуумным насосом 17. в тигле имеется отверстие 4. в литьевой
форме находится компенсатор 14, литник 15 и отливаемое изделие 16, а под ней расположен ультразвуковой генератор 18. литьевая форма с ультразвуковым генератором подается в рабочую камеру с помощью лифта 19. устройство работает следующим образом. литьевая форма 13 вместе с ультразвуковым генератором 18 помещается с помощью лифта 19 в индуктор 2, расположенный в рабочей камере 12. после загрузки металла 3 в тигель 7 рабочая камера герметично закрывается крышкой 9, и вакуумный насос 17 через открывшийся клапан 20 создает вакуум в рабочей камере. после этого подается питание на индукторы 1 и 2 и ультразвуковой генератор. индукторы получают питание от высокочастотных генераторов. металл в тигле плавится и через отверстие 4 вытекает в литьевую форму 13. индуктор 2 настраивается на определенную мощность, так чтобы поддерживать температуру металла на 50-100 градусов выше температуры его плавления. как только весь металл вытек, что определяется визуально через смотровое окно 8, отключается индуктор 1 и вакуумный насос, открывается впускной клапан 10 и компрессор 11 создает давление в рабочей камере. одновременно с этим перемещающийся электрод 6 начинает перемещаться и отключать последовательно от нижнего к верхнему витки обмотки индуктора 2. после отключения последнего витка отключается ультразвуковой генератор. за счет последовательного отключения витков обмотки индуктора 2 с определенным интервалом расплавленный металл в литьевой форме переходит в твердое состояние тоже последовательно - отливаемое изделие, литники, компенсатор. процесс кристаллизации должен происходить последовательно: сначала в той части формы, где формируется изделие, затем в литнике, и в последнюю очередь в компенсаторе. отключение витков обмотки индуктора должно происходить с таким интервалом времени, чтобы обеспечивать именно такую последовательность кристаллизации металла. опытным путем установлено, что витки обмотки индуктора 2 должны отключаться с интервалом не менее 0,8 сек. при более быстром отключении металл не успевает кристаллизоваться в нужной последовательности и качество изделия ухудшается. существенное увеличение времени переключения нежелательно из экономических соображений, т.к. неоправданно увеличивается потребляемая энергия при одинаковом качестве отливаемого изделия.
совокупность этих мероприятий - обеспечение последовательной кристаллизации, создание вакуума, а затем давления и применение вибрации - обеспечивает максимальное заполнение еще жидким металлом образующегося свободного пространства по мере уменьшения объема при кристаллизации металла в литьевой форме. параметры тонких и сложных по форме изделий определяются при этом только качеством паковочной массы.