СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Российский патент 1997 года по МПК B22C9/00 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении неразъемных литейных форм для получения отливок в магнитном поле по газофицируемым или другим моделям в формах из ферромагнитных сыпучих материалов.

Известен способ изготовления литейных форм, заключающийся в том, что модельно-опочную оснастку заполняют ферромагнитным сыпучим материалом с последующим созданием магнитного поля, причем магнитное поле создают с помощью постоянных магнитов, которые равномерно размещают вокруг модели и по всему объему формы в процессе заполнения ее ферромагнитным сыпучим материалом /а. с. N 946786 МКИ B 22 C 9/00/.

Достатком этого способа является то, что наличие немагнитной модели или полости в форме из ферромагнитных сыпучих материалов вызывает искажение поля, т.е. неравномерное распределение магнитных силовых линий поля постоянных магнитов. Это приводит к заростанию полости формы при деструкции модели прядями из частиц ферромагнитного материала, которые выстраиваются по силовым линиям магнитного поля постоянных магнитов. В результате этого при заливке формы расплавом пряди частиц внедряются в полость отливки, что приводит к ее браку.

Известен способ изготовления неразъемных литейных форм, включающий установку ели с литниковой системой в опоку, заполнение ее ферромагнитной смесью и уплотнение смеси вибрацией и электромагнитным полем, при этом модель изготавливают из льда и покрывают слоем тонкодисперсного хлористого железа. Опоку перед заполнением предварительно охлаждают и заполнение ее производят в два этапа: вначале на 3/4 объема охлажденной до 5-10^oC смесью, а затем - до полного объема предварительно нагретой до 150-200^oC смесью, при этом при уплотнении используют электромагнитное поле напряженностью 16-30 тыс. Э.

После изготовления, таким образом, формы, тепло от смеси с температурой 150-200^oC передается смеси с температурой 5-10^oC и от нее к модели, которая начинает расплавляться. В форме создается полость, имеющая конфигурацию удаленной модели, которая после сушки заливается расплавленным металлом. В течение всех операций сохраняется электромагнитное поле, которое обеспечивает сцепление смеси в форме. После образования на отливке внешней корочки электромагнитное поле снимается. /а.с. 1369850 МКИ B 22 C 9/00/.

Недостатком этого способа то, что после расплавления модели из льда, в образовавшуюся полость выстраиваются пряди из частиц ферромагнитного сыпучего материала, которые устанавливаются по силовым линиям магнитного поля электромагнита, причем только со стороны поверхностей, перпендикулярных магнитным силовым линиям. Это вызвано тем, что частицы ферромагнитного материала устанавливаются по направлению магнитных силовых линий в сторону большей величины напряженности магнитного поля исходя из того, что магнитная проницаемость полости меньше магнитной проницаемости ферромагнитного дисперсного материала. При заливке формы расплавом происходит внедрение прядей частиц в полость отливки, что приводит к ее браку.

В основу изобретения положена задача создать такой способ изготовления неразъемных литейных форм, который обеспечил бы снижение брака отливок получаемых в магнитном поле в формах из ферромагнитных сыпучих материалов путем изменения технологии формообразования.

Поставленная задача решена тем, что в способе изготовления неразъемных литейных форм, включающем установку модели с литниковой системой в опору, заполнение ее ферромагнитной смесью и уплотнение смеси вибраций и электромагнитным полем согласно изобретению, до наложения на форму магнитного поля, поверхностные слои ферромагнитного сыпучего материала примыкающие к модели, замораживают в плоскостях перпендикулярных силовым линиям магнитного поля.

Такое решение приводит к тому, что на границе модель-форма или полость-форма при деструкции модели, в плоскостях перпендикулярных силовым линиям магнитного поля, образуется монолитный слой из вмороженных в лед частиц ферромагнитного сыпучего материала. После наложения магнитного поля эти частицы из-за своей неподвижности уже могут выстроиться в пряди и проникнуть в полость отливки. Поэтому полость формы перед заливкой расплавом имеет гладкую поверхность, что приводит к снижению брака отливок.

На фиг.1 показана схема изготовления неразъемной литейной формы; на фиг. 2 расположение замороженных слоев на модели по отношению к силовым линиям магнитного поля.

Модель 1, например, из пенополистирола, устанавливают в контейнер 2 и засыпают сухой ферромагнитной колотой дробью 3. Зоны формовочного материала, примыкающие к стенкам модели и перпендикулярные магнитные силовым линиям, увлажняют водой через коллектор 4. Хладагент подают по трубопроводу 5 через днище контейнера 2. Смоченные водой слои формовочного материала замораживаются. Затем включают электромагнит 6. Магнитное поле связывает формовочный материал по объему формы, придавая ей необходимую прочность. После этого форма готова к заливке металлом.

Способ опробован при изготовлении неразъемной литейной магнитной формы для отливок корпуса водомера. Модель из пенополистирола с литниковой системой устанавливалась в контейнер с двойным дном. Контейнер с моделью заполняется формовочным материалом ферромагнитной колотой дробью марки ДСК 08 ГОСТ 11964-66, который уплотнялся механической вибрацией. Зоны формовочного материала примыкающие к модели и обращенные к полюсам электромагнита увлажнялись до получения влажности 5% В контейнер подавался газообразный азот с температурой /-196^oC/. Продолжительность подачи азота при замораживании увлажненной зоны 4 мин. Толщина замороженного слоя составила 17 ± 3 мм по высоте модели, температуры замороженного слоя /-30^oC/. После замораживания включался электромагнит. Индукция магнитного поля в контейнере 0,05 Тл. При заливке расплава случаи взрывов и захолаживания металла отсутствовали.

Оценка качества отливок, полученных по предлагаемому способу /замораживание слоев/ и известному /без замораживания/ позволяет сделать следующие выводы: размерная точность отливок повышается, уменьшается шероховатость поверхности, брак отливок снижается с 8-10 до 2,5-4%

Использование: в литейном производстве и может быть использовано при изготовлении неразъемных литейных форм для получения отливок в магнитном поле по газофицируемом или другим моделям в формах из ферромагнитных сыпучих материалов. Сущность: заключается в том, что при изготовлении неразъемных литейных форм, включающем установку модели с литниковой системой в опоку, заполнение ее ферромагнитным сыпучим материалом и упрочнение материала вибрацией и магнитным полем, до наложения на форму магнитного поля, поверхностные слои ферромагнитного сыпучего материала примыкающие к модели, замораживают в плоскостях перпендикулярных силовым линиям магнитного поля. 2 ил.

Способ изготовления неразъемных литейных форм, включающий установку модели с литниковой системой в опоку, заполнение ее ферромагнитным сыпучим материалом и упрочнение материала вибрацией и магнитным полем, отличающийся тем, что до наложения на форму магнитного поля поверхностные слои ферромагнитного сыпучего материала, примыкающие к модели, замораживают в плоскостях, перпендикулярных силовым линиям магнитного поля.