Chladicí vložka do licí formy

Cooling insert for the casting mold

Utility model

Chladicí vložky do licích forem mají tvar válce se slepým osovým vývrtem zakončeným dnem ve tvaru kulového vrchlíku. Do vývrtu zasahuje přívodní trubka chladiva o menším vnějším průměru. Prostor mezi stěnou vývrtu a přívodní trubkou slouží k odvodu chladicí kapaliny, obvykle vody. Chladicí vložky jsou vyrobeny ze stejného materiálu jako forma. Využívají se ve slévárenské praxi pro řízené chlazení forem při tlakovém lití hliníkových odlitků. Chladicí vložka je umístěna do průchozího otvoru v licí formě a její čelo, které přichází do styku s taveninou, je obrobeno do vnitřního tvaru formy. Vložky jsou do formy zalisovány nebo zavařeny. V zadaném čase začne do vložky proudit voda a vložka začne intenzivně odvádět teplo z tuhnoucí taveniny. Tímto způsobem se reguluje postup tuhnutí tak, aby v odlitku probíhalo chlazení řízeně a ve struktuře odlitku se pak nevyskytovaly nehomogenity a vady. Nejvyššího chladícího účinku dosahuje chladicí vložka na čele, kde se čerstvá, studená kapalina na půlkulové ploše dna vývrtu poprvé střetává s teplem odváděným z taveniny. Čelo chladicí vložky a s ním konfigurované dno vývrtu se navíc záměrně vkládá do míst vysoce tepelně namáhaných, blízko kontaktu formy s odlitkem. Kromě vysokých intenzit přestupu tepla je značný i jejich teplotní gradient vlivem vývoje rychlostních a teplotních mezních vrstev v proudící kapalině. Z toho důvodu je nutno podrobně analyzovat intenzitu chlazení právě v oblasti půlkulového dna vývrtu v chladicí vložce. Technické řešení si klade za úkol navrhnout zařízení, které umožní stanovit rozložení součinitelů přestupu tepla v oblasti dna vývrtu chladicí vložky.

The space between the wall of the bore and the supply pipe is used to drain the coolant, usually water. The cooling inserts are made of the same material as the mold. They are used in foundry practice for controlled cooling of molds during pressure casting of aluminum castings. The cooling insert is placed in the through hole in the mold and its face, which comes into contact with the melt, is machined into the inner shape of the mold. Inserts are pressed into the mold or canned. At the specified time, water will begin to flow into the insert and the insert will begin intensively dissipating heat from the solidifying melt. In this way, the solidification process is regulated so that it takes place in the casting controlled cooling and inhomogeneities and defects did not occur in the structure of the casting. The cooling insert at the face achieves the highest cooling effect, where the fresh, cold liquid on the hemispherical surface of the bottom of the bore first encounters the heat removed from the melt. The face of the cooling pad and the bottom of the hole configured with it is also deliberately placed in places of high thermal stress, close to the contact of the mold with the casting. In addition to the high intensities of heat transfer, theirs is also significant temperature gradient due to the development of velocity and temperature boundary layers in the flowing liquid. For that reason, it is necessary to analyze in detail the intensity of cooling precisely in the area of ​​the hemispherical bottom hole in the cooling pad. The technical solution sets itself the task of designing a device that will make it possible to determine the distribution of coefficients heat transfer in the area of ​​the bottom of the cooling insert bore.

31.08.2024

38151

Vysoké učení technické v Brně, Brno, Veveří