Способ изготовления литейных магнитных форм

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных магнитных форм для получения отливок по газифицируемым моделям. Сущность изобретения: способ включает установку модели с литниковой системой в контейнер, заполнение его сыпучим ферромагнитным материалом, уплотнение его вибрацией и упрочнение электромагнитным полем поочередно с периодом 3-5 с. Во время включения электромагнитного поля в контейнере измеряется его индукция, и при достижении заданного значения виброуплотнение превращают, а электромагнитное поле включают на постоянный режим. Это позволяет управлять процессом виброуплотнения, а также снизить брак отливок за счет устранения деформации или поломки модели. 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных магнитных форм для получения отливок по газифицированным моделям.

Известен способ изготовления литейных форм из сыпучих ферромагнитных материалов в магнитном поле, который заключается в следующем: модель из пенополистирола устанавливают в опоку, засыпают стальной или чугунной дробью, которую уплотняют механической вибрацией и упрочняют постоянным магнитным полем (В.С.Шуляк и др. Получение отливок в формах из металлического песка в магнитном поле. "Литейное производство", 1971, N 9).

Однако при реализации данного способа отсутствует информация о степени уплотнения сыпучего ферромагнитного материала в опоке. При превышении времени виброуплотнения давление плотноупакованного материала на поверхность пенополистироловой модели приводит к деформации или поломке ее отдельных элементов, в результате возникает брак отливки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления литейных форм, заключающийся в том, что в опоку с моделью засыпают сыпучий огнеупорный материал ферромагнитной оболочкой, толщина которой оставляет 0,2 0,35 от среднего диаметра частиц, уплотняют его вибрацией и упрочняют электромагнитным полем (а.с. N 1156816 МКИ B 22 C 9/00).

Облегченные частицы указанного материала при виброуплотнении оказывают меньшее давление на поверхность модели, чем литые или колотые из металла, но при превышении времени виброуплотнения давление может быть больше предела прочности материал модели, что также приводит к ее деформации или поломке и как следствие к браку отливки.

В основу изобретения положена задача создать такой способ изготовления литейных магнитных форм, который обеспечил бы управление процессом виброуплотнения формы и снижения брака отливок путем контроля прочности формы в процессе формообразования.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления литейных магнитных форм, включающем установку модели с литниковой системой в контейнер, заполнение его сыпучим ферромагнитным материалом, уплотнение материала вибрацией и упрочнение формы электромагнитным полем, согласно изобретению, виброуплотнение материала и наложение на форму электромагнитного поля осуществляют поочередно с периодом 3 5 с, причем во время включения электромагнитного поля измеряют его индукцию в контейнере и при достижении заданной величины индукции, виброуплотнение прекращают, а электромагнитное поле включают на постоянный режим.

Такое решение позволяет контролировать плотность укладки частиц сыпучего ферромагнитного материала при виброуплотнении вследствие увеличения его магнитной проницаемости. Чем выше магнитная проницаемость материала, тем выше индукция магнитного поля в контейнере при постоянной напряженности внешнего магнитного поля. При достижении значения индукции в контейнере, равного заданному, при котором форма приобретает необходимую прочность, виброуплотнение отключается. В результате этого обеспечивается стабильный режим формообразования, при котором модель не деформируется и не разрушается.

Способ осуществляется следующим образом. Контейнер с моделью и литниковой системой засыпают сыпучим ферромагнитным материалом, а затем устанавливают на электромеханический вибратор между полюсами П-образного электромагнита. В контейнер погружается датчик измерения индукции электромагнитного поля, например датчик Холла. Включается электромеханический вибратор, через 3 5 с отключается и включается на 3 5 с электромагнит, создавая в контейнере электромагнитное поле. Датчик Холла регистрирует значение индукции поля. Если оно меньше заданного для данной отливки, процесс повторяется и так до получения заданного значения индукции, при которой обеспечивается необходимая прочность формы. После этого датчик извлекается из контейнера и электромагнит включается на постоянный режим. Форма подготовлена к заливке расплавом.

Время виброуплотнения менее 3 с не приводит к эффективному уплотнению частиц формовочного материала, более 5 с возникает вероятность деформации модели.

Способ опробован при изготовлении литейной магнитной формы для отливки корпуса водомера.

Модель из пенополистирола с литниковой системой устанавливалась в контейнер, который заполнялся ферромагнитной колотой дробью марки ДСК 0,5. Контейнер с моделью и дробью устанавливался на плиту электромеханического вибратора и между полюсами П-образного электромагнита постоянного тока. По центру контейнера в дробь был заформован измерительный щуп для определения индукции постоянного магнитного поля. Выход щупа подсоединялся к тесламетру Ф4354. С интервалом в 5 с поочередно включали электромеханический вибратор и электромагнит. За время включения электромагнита определялась индукция постоянного магнитного поля в контейнере. Ранее было определено, что для отливки корпуса водомера необходимая прочность магнитной формы достигается при индукции магнитного поля в контейнере с дробью ДСК 0,5 не менее 60 mT. Данные о процессе формовки приведены в таблице.

Из таблицы следует, что для достижения заданного значения индукции магнитного поля в контейнере потребовалось 50 с, т.е. 5 циклов уплотнения формовочного материала с интервалом 10 с. После получения индукции в 62 mT электромеханический вибратор отключали, а электромагнит включали на постоянный режим на время заливки и кристаллизации отливки.

При заливке формы брак отливок, связанный с деформацией или поломкой модели, снизился более чем в 2 раза.

Использование предлагаемого способа изготовления литейных магнитных форм позволит управлять процессом виброуплотнения формы и снизить брак отливок за счет устранения деформации или поломки модели.

Формула изобретения

Способ изготовления литейных магнитных форм, включающий установку модели с литниковой системой в контейнер, засыпку в него ферромагнитного материала, уплотнение его вибрацией и упрочнение формы воздействием на ферромагнитный материал электромагнитного поля, отличающийся тем, что уплотнение ферромагнитного материала и воздействие на него электромагнитного поля осуществляют поочередно с периодом 3 5 с, при этом во время каждого воздействия электромагнитного поля измеряют его индукцию в контейнере и при достижении заданной величины индукции виброуплотнение прекращают и устанавливают постоянное воздействие электромагнитного поля.

РИСУНКИ

Рисунок 1