Литейная форма

 

Использование: изготовление отливок в формах из нормализованных элементов. Сущность изобретения: литейная форма содержит сборную кассету-опоку 1 с расположенными в ней нормализованными полыми элементами 2. Элементы выполнены герметичными из тугоплавкого материала. Часть полости заполнена жидкостью 5, содержащей частицы с ферромагнитными свойствами . На кассете-опоке 1 размещен источник 6 магнитного поля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ (54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА м

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4868771/02 (22) 18;07,90 (46} 15.01,93. Бюл. N. 2 (71) Многоотраслевая научно-производственная ассоциация "НОВИД" (72) Э. Н. Меликов и A. Л, Лазарян . (56) Авторское свидетельство СССР

М 770652, кл. В 22 0 15/00, 1968, „„, 2„„1787673 А1 (57) Использование; изготовление отливок в формах из нормализованных элементов.

Сущность изобретения; литейная форма содержит сборную кассету-опоку 1 с расположенными в ней нормализованными полыми элементами 2, Элементы выполнены герметичными из тугоплавкого материала, Часть полости заполнена жидкостью 5, содержащей частицы с ферромагнитными свойствами. На кассете-опоке 1 размещен источник

6 магнитного поля, 2 ил.

1787673

10

50 фиксации их взаимного положения. Форма 55 сечения элементов 2 может быть различной, Изобретение относится к металлургии, а точнее к литейным формам, и может быть использовано для фасонного литья, Известная литейная форма — сборная литейная форма, состоящая из кассеты-блока с расположенными в ней полыми нормализованными элементами.

Недостатками данного технического решения являются ограниченная производительность и недостаточно высокое качество литья из -за ограниченной токопроводящей способности форь4ы и невозможности управлять процессов теплопереноса, Цель изобретения — улучшение качествэ литья и повышение производительности

Цель достигается тем, что нормализованные элементы выполнены герметичными из тугоплавкого материала, причем часть полости нормализованных элементов запол нена жидкостью, содер>кащей частицы с ферромагнитными свойствами, а кассетаопока снаб>кена источником магнитного поля.

На фиг, 1 показан общий вид литейной формы с разрезом (а, б, в — варианты сечения стержней); на фиг. 2 — вариант выполнения литейной формы с подпружиненными стержнями.

Литейная форма содержит разьемный корпус 1 — кассету — опоку, по крайней мере одна из частей выполнена в виде набора нормализованных элементов "., причем рабочая поверхность формы снаб><ена облицовочным слоем 3, а корпус 1 снабжен устройством 4 для фиксации взаимного положения элементов 2, Элементы 2 выполнены полыми герметичными из тугоплавкого материала, например, в виде стальных трубок, Полость элементов 2 частично заполнена жидкостью 5, содержащей частицы с ферромагнитными свойствами, например, железный порошок. Возмо>кно выполнение жидкости 5 в виде ферромагнитной >кидкости, Кроме того, литейная форма снабжена источником магнитного поля. например, в виде электрообмоток 6 охватывающих корпус 1, или системы постоянных подвижных магнитов. Линейные размеры элементов 2 определяются геометрией отливаемой детали и требованиями к точности воспроизведения модели, Длина элементов 2 должна быть больше суммы максимального выступа и глубины наибольшей впадины на поверхности модели для обеспечения надежной например, круглой (фиг. 1), причем чем меньше их сечение, тем точнее воспроизводится профиль модели. В частности, если поверхность модели может быть получена изгибом плоскости вдоль параллельных прямых, элементы 2 могут быть выполнены в виде пластин — прямоугольных параллелепипедов, Элементы 2 в том числе могут . быть связаны через упругие элементы, например, пружины, с корпусом 1 {фиг. 2). . В качестве материала слоя 3 могут быть использованы песчано-глинистые, керамические формовочные смеси, смеси с синтетическими связующими и т.д, Минимально необходимая толщина слоя 3 определяется, в частности, геометрией элементов 2: она тем меньше, чем меньше их сечение, Устройство 4 может быть выполнено в виде

5 пластины, параллельной элементам 2 и связанной с помощью силового механизма, например винта со стенкой корпуса 1 (фиг. 1), Возмо>кна фиксация взаимного поло>кения элементов 2 с помощью распирающего уси0 лия, создаваемого клинообразным элементом, расположенным между элементами 2 и т.д. Электрообмотки 6, в частности, могут быть выполнены секционированными, причем секции 7, охватывающие хвостовые кон5 цы, и секции 8, охватывающие противоположные концы элементов 2 (фиг.

1), соединены с источником питания независимо (на фиг. не указано), например, с помощью коммутирующих устройств, при параллельном соединении или при соединении с различными источниками тока. Внутренняя поверхность элементов 2 мо>кет быть снабжена капиллярным слоем 9.

Работа устройства поясняется следующим, В начальном поло>кении фиксирующее устройство отключено, а концы элементов 2 расположены на одинаковом уровне. В корпус 1 помещают формовочную смесь и модель. Элементы 2 перемещают друг

0 относительно друга, например, если последние выполнены подпружиненными, оказывая на них давление через модель, или при выполнении элементов 2 из ферромагнитного материала, притягивая их в магнит5 ном поле, При этом достигается точное воспроизведение поверхности модели концами элементов 2, Одновременно осуществляется спрессовывание формовочной смеси, которая сглаживает неровности, обусловленные разницей уровней стержней — элементов 2.

Затем положение элементов 2 фиксируют с помощью устройства 4, например, сдавли- -вая их в поперечном направлении, передавая усилие винтов, После этого модель извлекают из формы. При застывании связующего компонента смеси форма готова, Если модель сложная или составная, то описанным выше способом получают части формы, после чего их собирают и скрепля от

178767 >

10

50 единой опокой. Так как жесткость форме придают элементы 2, то нет необходимости использовать формовочные смеси высокой прочности.

После заливки расплава в форму через секции 8 пропускают электрический ток. Частицы с ферромагнитными свойствами притягиваются в магнитном поле секций 8 электрообмоток 6 и вместе с жидкостью 5 поступают к рабочей поверхности формы.

Тепло от расплава передается через облицовочный слой 3 и стенки элементов 3, приводит к нагреву и испарению жидкости 5. В результате давление паров жидкости 5 у более нагретого конца элементов 2 увеличивается. Перепад давления создает направленное движение жидкости 5 к более холодным хвостовым концам элементов 2, которые могут дополнительно подвергаться принудительному охлаждению, Здесь >кидкость 5 конденсируется, Испарение жидкости 5 сопровождается поглощением и отводом тепла от нагретых концов элементов 2 и расплава, Управлять процессов теплопереноса можно, изменяя теплопроводность элементов 2 за счет воздействия источника магнитного поля. В частности, отдавая напряжение на различные секции электрообмоток 6, в т,е. локально изменяя индукцию магнитного поля. Например, при пропускании тока по секциям 7, локализуют жидкость 5 в хвостовых концах элементов 2, их теплопроводность при этом уменьшается, Наоборот при подключении к источнику питания секций 8 теплопроводность элементов 2 увеличивается, так как отвод тепла от расплава осуществляется не только за счет теплопередачи через стенки элементов

2, но и за счет испарения жидкости 5 и конвекционного переноса тепла. Изменяя величину индуктивности магнитного поля источника, например, подавая на электрообмотки 6 ток меньшей силы, можно уменьшить количество жидкости 5, подаваемой в зону нагрева элементов 2, т.е управлять интенсивностью процесса теплопереноса, а следовательно и кристаллизацией отливок, Качество литья при этом улучшается. Оптимизация условий кристаллизации позволяет увеличить производительность.

Дополнительно интенсифицировать и роцесс отвода тепла можно зэ счет использования цикличной повторяемости испарения жидкости 5 и нагретого конца элементов 2 и ее компенсации у более холодного конца, Возвращение конденсата жидкогти

5 в зону нагрева можно обеспечить самотеком при соответствующей ориентации элементов 2 или, например, снабдив их полость с внутренней стороны капиллярным слоем

9. Капиллярный слой 9 в этом случае должен частично не доходить до нагреваемого конца элементов 2 (фиг. 1). В противном случае управление движением жидкости 5 затруднительно, т.к. последняя по капиллярному слою 9 поступает в нагретую зону непрерывно. При выполнении указанного выше условия жидкость 5, содержащая частицы с ферромагнитными свойствами, поступает в нагретую зону. элементов 2 лишь при воздействии магнитного поля источника и замыкает капиллярный слой 9. В результате создается возможность ее циркуляции a полости элемента 2.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет улучшать качество и увеличить производительность литья зэ счет управления процессом теплопереноса. Кроме того, предлагаемая литейная форма менее металлоемка и более проста в изготовлении, так как нормализованные элементы имеют простую геометрическую форму, и их производство не требует точной механической обработки.

Простота и надежность устройства позволяют рекомендовать его к широкому применению при фасованном литье особенно мелкосерийном, Формула изобретения

Литейная форма, содержащая сборную кассету-опоку и расположенные в ней нормализованные полые элементы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения качества отливок и повышения производительности, она снабжена источником магнитного поля, размещенным на кассетеопоке, э нормализованные элементы выполнены герметичными из тугоплавкого материала, причем часть полости нормализованных элементов заполнена жидкостью, содержащей частицы с ферромагнитными свойствами.

1787673

Составитель З.Меликов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор

Заказ 32 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина, 101