Устройство для электромагнитной обработки направленно- кристаллизующихся отливок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.09.79 (21) 2828584/22-02 (5l) М. Кл.

В 22 D 27/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комлтет (23) Приорнтет—

СССР

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.81 (53) УДК 621.746 .58 (088.8) А0 делам лзобрете»н» и открытий

В. Ф. Жуков, В. Я. Маслак, П. И. Вершйнин, Э. И. Алексеев, Ю. И. Ворсклов и В. П. Собакин (72) Авторы и зоб!) етс и и к с

1 ( (71) Заявитсль (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГHHTHOFl ОБРАБОТКИ

НАПРАВЛЕННО-КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для электромагнитной обработки кристаллизующихся отливок.

Наиболее близким по технической сущ-. ности к предложенному является устройство для электромагнитной обработки отливок, в котором полюса С-образного магнитопровода, охватывающие с боковых сторон транспортер с формами с залитым металлом, выполнены в виде неравнобедренной трапеции с увеличением высоты по направляющим т0 движения транспорта (! ) .

Известное устройство имеет тот недостаток, что магнитное поле не имеет осевую ориентацию, существенно ослаблено, а теплосток имеет преимущественно нормальное, т. е. перпендикулярное к ориентации магнитного поля, направление, что не позволяет его использовать для получения отливок со сквозной осевой (продольной) направленностью.

Цель изобретения — повышение эффек20 тивности использования магнитного поля при получении ориентированной осевой текстурыы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем С-образный магнитопровод с соленоидом и установленную в его зазоре форму с залитым металлом, магнитопровод ориентирован с размещением полюсов по вертикали. Полюса снабжены водоохлаждаемыми наконечниками, один из которых установлен с возможностью регулирования по вертикали, а другой соединен с приводом вертикального перемещения, а устройство дополнительно снабжено емкостью для хладагента, размещенной на нижнем полюсе, и контурным нагревателем, помещенным вокруг формы, две противоположные стенки которого съемные, при этом верхний наконечник покрыт слоем теплоизолирующего материала и выполнен с пазом, фиксирующим форму.

Кроме того, торцы полюсов выполнены с контуром, соответствующим контуру поперечного сечения полости формы.

На фиг. 1 представлено устройство, вертикальный разрез по оси симметрии магннтопровода; на фиг. 2 — то же, вертикальный разрез по плоскости, параллельной передвижению форм в устройстве.

880626

Устройство для электромагнитной обработки направленно-кристаллизующихся отливок состоит из контурного магнитопровода 1 с соленоидом 2. Магнитопровод 1 имеет охлаждаемые нижний 3 и верхний подвиж» ный 4 полюса, введенные через уплотнения через стенку вакуумной камеры 5, при этом верхний подвижный полюс 4 снабжен реечным механизмом вертикального перемещения 6.

На верхнем полюсе 4 в обойме 7 закреплен теплоизолирующий слой 8, а обойма 7 имеет внутреннюю отбортовку 9, образующую паз для ввода формы 10 с внутренним керамическим вкладышем 11 с залитым металлом 12. Форма 10 изготовлена из тугоплавкого материала, например из графита (качественного графита) и снабжена по боковой поверхности буртиками 13 для опоры в транспортно-передающем устройстве, выполненным, например, в виде двух параллельных штанг с приводом продольного возв ратно-поступательного хода и приводом опускания и подъема, а в целом транспортно-передающее устройство подобно шагающему конвейеру (не показано).

На торце нижнего полюса 3 магнитопровода установлена емкость 14 с жидким хладагентом 15 (например алюминием). Вокруг фбрмы 10 установлен контурный нагреватель 16, две подвижные стенки 17 которого выполнены выдвижными (или съемными) в направляющих 18 с пазами (см. фиг. 2).

На теплоизолирующей подставке 19 и подставке 20 размещены формы 21 и 22, из которых форма 21 залита металлом, и находится в состоянии подогрева до нужной температуры в разъемном по образующей индуктора 23 с раздвижными половинками, а форма 22 уже прошла направленную кристаллизацию.

Устройство для электромагнитной обработки направленно-кристаллизирующихся отливок работает следующим образом.

Предварительно половинки индуктора 23 раздвинуты, на теплоизолирующую подставку 19 ставится форма 21 с залитым металлом, после чего половинки индуктора 23 смыкаются, и через индуктор 23 пропускается ток в результате чего форма с залитым металлом перегревается до заданной температуры (например на 100 — 150 выше линии солидуса залитого сплава).

Параллельно с постановкой формы 21 на подставку 19 производится задвигание предыдущей формы 10, прошедшей перегрев. в индукторе 23, в паз 9 (отбортовку) верхнего подвижного конца 4, а прошедшая уже кристаллизацию залитого металла форма 22 с та в итс я н а подста в к у 20.

Эти транспортные операции перестановки форм с одних позиций на следующие осуществляются за один продольный возвратно-поступательный ход транспортно-передающего устройства (не показано) . дритов, что приводит к повышению качества литого металла и повышению производительности процесса.

По окончании кристаллизации, т. е. при подходе формы 10 в нижнее крайнее положение, включается обратный ход механизма 6, в результате подвижный полюс 4 выводится в верхнее крайнее положение, выдвижные стенки (съемные) !7 нагревателя 16 отводятся (снимаются) и производится смена форм, при этом форма !О переходит в положение формы 22 на подставке 20, а на место формы 10 поступает форма 21. Остывшие формы 22 с подставки 20 убираются (выдвигаются) через разгрузочное шлю-. зовое устройство (не показано) камеры 5.

Устройство обладает следующими тех- нико-экономическими преимуществами.

Размещение формы с залитым металлом позволяет более экономично накладывать магнитное поле на кристаллизующийся металл, а выполнение магнитопровода в виде замкнутого прямоугольника позволяет до максимума увеличить мощность соленоида, наложение продольно ориентированного магнитного поля на направленно-кристаллизующуюся отливку делает процесс направленной кристаллизации более стабильным осо50

Таким образом, в зазоре магнитопровода 1 после постановки формы 10 задвигаются (ставятся) выдвижные (съемные) стенки

17 нагревателя 16 в рабочее положение, включается реечный механизм 6 и верхний конец 4 магнитопровода 1 и форма 10 с заданной скоростью опускается в жидкий хладагент 15 емкости !4. При этом верхние горизонты залитого металла 12 находятся в состоянии избыточного разогрева, а нижние — интенсивно охлаждаются, за счет чего происходит быстрое направленное за. твердевание снизу вверх металла 12, протекающее п рактически с постоянной скоростью, если все время между поверхностью фронта раздела фаз и зеркалом хладагента 15 поддерживать постоянное расстояние.

Оптимальная скорость кристаллизацйи и скорость опускания формы в хладагент 15 подбираются опытным путем. При этом положительное действие вертикально ориен20 тированного магнитного поля .выражается в том, что оно в осевом направлении «выстраивает» (ориентирует) домены в прилегающих к поверхности раздела фаз участках жидкой фазы, исключая таким образом вероятность боковой ориентации растущих снизу вверх дендритов и, подавляя зарождение и рост кристаллов с боковой поверхности формы, что существенно усиливает положительный эффект единонаправленного сверху вниз теплопровода и единонаправ30 ленной кристаллизации отливки. С другой стороны здесь становятся возможным значительно большие, максимально допустимые скорости устойчивого роста снизу вверх ден880626 бенно в конце его, когда управление тепловыми режимами становится затруднительным, а в жидкой фазе в виде избирательности процесса кристаллизации в многокомпонентных. сплавах существенно смещаются концентрационные равновесия.

Формула изобретения

l. Устройство для электромагнитной обработки направленно-кристаллизующихся отливок, содержащее С-образный магнито провод с соленоидом и установленную в его зазоре форму с залитым металлом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования магнитного поля при получении ориентированной осевой текстуры, магнитопровод ориентирован с размещением полюсов по вертикали, при этом полюса снабжены водоохлаждаемыми наконечниками, один из которых установлен с возможностью регулирования по вертикали, а другой соединен с приводом вертикального перемещения, а устройство снабжено емкостью для хладагента, размещенной на нижнем полюсе, и контурным нагревателем, помещенным вокруг формы, две противоположные стенки которого съемные, причем верхний наконечник покрыт слоем теплоизолирующего материала и выполнен с пазом, фиксирующим форму.

2. Устройство по п. 1, отличающееся. тем, что торцы полюсов выполнены с контуром, соответствующим контуру поперечного сечения полости формы.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 266167, кл. В 22 D 27/02, 1969.

880626

PL/Z. 2

Составитель Т Королева

Редактор M. Бандура Техред А. Бойкас Корректор 0. Билак

Заказ 9812/18 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаи Ha0., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4