Способ изготовления магнитной разъемной формы Советский патент 1992 года по МПК B22C9/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления магнитных разъемных форм.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат на упрочнение формы и снижение трудоемкости за счет уменьшения магнитного потока рассеивания и сил отталкивания на стыке контактных поверхностей верхней и нижней полуформ при одновременном уменьшении парка намагничивающих устройств.

На фиг. 1 показана магнитная разъемная форма с двумя сердечниками и катушками, оснащенная буртами и изготовленная предложенным способом, в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показана магнитная разъемная форма с одним сердечником и катушкой, оснащенная цапфами и изготовленная предложенным способом, разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - схема расположения промежуточной формы над намагничивающим устройством в виде -образного электромагнита перед операцией замещения, разрез: на фиг. 6 - то же, после операции замещения;

на фиг. 7 - схема расположения промежуточной формы под намагничивающим устройством в виде С-образного электромагнита после операции замещения, в разрезе; на фиг. 8 - схема размещения намагничивающего устройства в виде Г.-образного элект- ро магнита с боковой стороны промежуточной формы после операции замещения, вид сверху.

Предложенным способом можно изготовить формы различной конструкции. Его реализация показана на примере магнитной разъемной формы, содержащей нижнюю 1 и верхнюю 2 опоки, намагничивающийся фор- мочовный материал 3, рабочую полость 4, упрочненный связующим поверхностный слой 5 формы, ферромагнитные полюсные пластины 6 намагничивающего устройства, соединенные между собой одним или двумя ферромагнитными сердечниками 7 с размещенными на них электрическими катушками 8. Слой 5 располагается только на тех поверхностях рабочей полости 4, к которым векгор магнитной индукции намагничивающего поля, создаваемого катушками 8, насл

С

vj

VI VI

ю VI

VI

прзвлен под углом 70-90°. Если такие поверхности в форме отсутствуют, то слой 5 не формируется. Вектор индукции направлен от полюсной пластины N к полюсной пластине S параллельно разьему опок 1 и 2. Для облегчения переноски формы и НУ на полюсных пластинах 6 с внешней стороны могут быть выполнены бурты 9 или цапфы 10. Для уменьшения расхода электроэнергии во время переноски формы она может быть оснащена фиксаторами 11, которые подвижно укрепляются в полюсных пластинах б и фиксируют нижнюю опоку в НУ, предотвращая выпадение при недостаточном для переноски значении индукции магнитного поля. Для защиты катушки 8 от внешних воздействий она может быть защищена неферромагнитным экраном 12, размещенным только с боковых ее сторон или также и сверху и снизу.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

В нижней 1 и верхней 2 опоках размещают модели (не показаны) известным способом, например, путем установки опок на соответствующую модельную плиту. Затем каждую опоку заполняют известным образом намагничивающимся формовочным материалом, например стальной дробью ДСЛ 08, ДСЛ 1,0 по ГОСТ 11964-83 или порошком железным распылением зернистостью от 0,5 до 1,0 мм по ТУ 14-1-3882-85. При этом желательно уплотнение ФМ одним из известных способов. После этого соединяют каждую опоку 1 или 2 с индивидуальным намагничивающим устройством 13 или 14 и воздействуют на ФМ, находящийся в опоке, постоянным магнитным полем, создаваемым электрической катушкой этого НУ, выполненного например, в виде .-образного электромагнита. Электроснабжение катушек осуществляют гибкими кабелями. При этом частицы ФМ намагничиваются, сцепляются между собой и весь объем ВМ приобретает прочность. Вектор магнитной индукции в каждой лолуформе направлен параллельно поверхности разъема опок от полюса N к полюсу S. Для того, чтобы поверхности рабочей полости 4, расположенные под углом 70-90° к направлению вектора индукции, не разрушились после удаления модели от действия магнитных сил, их упрочняют быстротвердеющим связующим одним из известных способов:

путем последовательного нанесения на соответствующие участки модели разделительного покрытия (силиконовой жидкости, смеси керосина с мазутом) и быстротверде- ющего связующего перед подачей на модель формовочного материала;

путем полной или частичной облицовки модели пленкой эластичного материала и нанесения на соответствующие участки бы- стротвердеющего связующего перед подачей формовочного материала;

путем подачи через отверстия в модели быстротвердеющего связующего, катализаторам разделительного покрытия на тех участках поверхности формы, которые

подвержены разрушению после удаления модели из полуформы.

Во всех этих случаях связующее проникает в поры формовочного материала, обволакивает его частицы и, затвердевая, делает

частицу независимой от действия магнитных сил, виртуального перехода.

Затем из верхней и нижней полуформ удаляют известным образом модели и соединяют их, совмещая одноименные полюса

и катушки верхнего 13 и нижнего 14 НУ.

Если НУ 13 и 14 оснащены фиксатбра- ми, например винтового типа, то с их помощью закрепляют каждую опоку перед переноской полуформы (или ее переворотом) к месту сборки промежуточной формы. Если фиксаторы отсутствуют, то на время этих манипуляций увеличивают индукцию магнитного поля в полуформе для повышения силы притяжения опок 1 или 2 к полюсам НУ 13 и 14. Эти меры предупреждают выскальзывание опоки с формовочным материалом из НУ при значении индукции, достаточном для упрочнения формовочного материала. При соединении полуформы испытывают взаимное отталкивание, которое обусловлено одинаковым и параллельным направлением векторов магнитной индукции рабочих магнитных полей полуформ и встречным направлением векторов индукции полей рассеяния в области поверхности разъема между формовочным материалом и НУ 13 и 14. Такое взаимодействие приводит к стремлению полуформ повернуться вокруг вертикальной оси и сместиться в бок к

ближайшему полюсу под влиянием горизонтальной составляющей. Однако применением направляющих штырей это легко устраняется. Влияние вертикальной составляющей сил отталкивания преодолевается

массой формовочного материала 3, опоки 2 и верхнего НУ 13. Их действие настолько превосходит силу отталкивания, что полуформы даже не требуют скрепления перед заливкой. Однако и после соединения между полуформами по-прежнему действуют силы отталкивания. Это объясняется неплотностью стыка и наличием зазора между частицами формовочного материала 3 в обеих полуформах, опоками 1 и 2 и полюсными

пластинами НУ 13 и 14. В этих узких зазорах

по-прежнему имеются поля рассеяния, хотя большая их часть стала совершать полезное намагничивание. Наибольшие по величине зазоры имеют место на стыке НУ 13 и 14, т.к. его периметр наибольший и его очень трудно обработать и подогнать с целью достижения нулевых зазоров. Поэтому на стыке верхнего 13 и нижнего 14 НУ имеют место наибольшие по величине потоки рассеяния по сравнению со стыками опок и частии ФМ.

Т.о., наличие полей рассеяния на стыке НУ приводит к повышенному расходу энергии на намагничивание формы.

Соединение полуформ желательно производить на специальном стенде или с помощью сборщика форм.

Затем возле промежуточно собранной формы размещают вплотную к ней намагничивающее устройство в виде С-образного электромагнита, у которого высота полюсных пластин 6 соизмерима с высотой формы. В зависимости от конструкции стенда (сборщика) это НУ может быть размещено: 1) над верхним контрладом формы таким образом, чтобы совместились нижние торцы его полюсных пластин 6 с верхними торцами аналогичных пластин НУ 13 формы, 2) под нижним контрладом формы так, чтобы совместились верхние торцы его полюсных пластин б с нижними торцами НУ 14 формы. Это достигается, например, с помощью направляющих штырей (не показаны). В этих случаях электрическая катушка 8 может быть расположена и над соответствующими катушками 8 предварительно собранной формы, и на противоположной ее стороне; 3) сбоку предварительно собранной формы так, чтобы совместились вертикальные торцы его полюсных пластин 6 и формы. Во всех трех случаях одноименные пластины б НУ и формы должны находиться в одной плоскости. После размещения НУ возле предварительно собранной формы в одном из трех указанных положений подают напряжение на его катушку 8 и устанавливают в нем полярность, направление вектора индукции и ее величину идентично соответствующим параметрам НУ 13 и 14 в предварительно собранной форме. Затем начинают осуществлять постепенное замещение раздельного воздействия рабочих магнитных полей на каждую полуформу воздействием одного магнитного поля, единого на весь объем формы. Это может быть осуществлено следующими путями: а) перемещением собранных опок вместе с формовочным материалом из рабочего пространства двух НУ 13 и 14 в рабочее пространство одного НУ. При этом все НУ

неподвижны; б) синхронным перемещением в одном направлении всех НУ относительно неподвижных собранных опок, с находящимся в них формовочным материа- 5 лом и рабочей полостью.

Поскольку во всех трех случаях взаимного размещения предварительно собранной формы и НУ магнитопроводы находятся в соприкосновении, а векторы мзжитной

0 индукции замещаемых и замещающего полей имеют идентичное направление, то каждая частица ФМ является в любой момент времени намагниченной, в том числе за счет взаимодействия ее с соседними час5 тицами, и разрушения полости формы не происходит.

После завершения операции замещения воздействия магнитных полей обе полуформы оказываются расположенными

0 между пластинами б одного НУ и окончательно собранную форму подают известным образом к месту заливки, а освободившиеся два НУ 13 и 14 используют для изготовления других полуформ. Цикл изготовления фор5 мы закончен. По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет сократить энергозатраты на упрочнение формы и снизить трудоемкость за счет уменьшения магнитного потока рассеяния и сил от0 талкивания на стыке контактных поверхностей верхней и нижней полуформ путем устранения стыка верхнего и нижнего НУ при одновременном уменьшении парка намагничивающих устройств (особенно в

5 серийном и массовом производстве). Так, число НУ, находящихся в ожидании заливки, на заливке форм и охлаждении отливки, составляет в способе-прототипе 2-П, а в предложенном способе - (П+2), где П - чис0 ло форм, находящихся одновременно на упомянутых операциях.

Формула изобретения Способ изготовления магнитной разь- емной формы, включающий размещение

5 модели в нижней и верхней опоках, заполнение их магнитным формовочным материалом, упрочнение участков рабочей поверхности связующим, упрочнение всего объема каждой полуформы раздельным

0 магнитным полем, удаление модели и сборку формы, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат на упрочнение формы.и снижения трудоемкости за счет уменьшения магнитного потока

5 рассеяния индукции и сил отталкивания на стыке контактных поверхностей верхней и нижней полуформ при одновременном уменьшении парка намагничивающих устройств, после сборки формы с ее боковой стороны, над верхним или под нижним

контрладом размещают намагничивающее устройство и осуществляют замещение воздействия раздельных магнитных полей на каждую полуформу воздействием единого

магнитного поля на весь объем формы, причем вектор индукции единого магнитного поля сонаправлен с векторами индукции раздельных магнитных полей.

Использование: в литейном производстве при изготовлении форм из магнитного материала. Сущность изобретения: способ включает в себя размещение модели в опоках, заполнение их магнитным формовочным материалом и упрочнение его магнитным полем (МП), разделенным для каждой полуформы, а потом осуществляют замещение их воздействия на воздействие единого МП на весь объем, причем вектор индукции единого МП сонаправлен с векторами индукции раздельных МП. 8 ил.

8 7

Фиг. 2

з ч г I

Фие.З

13 2

Фиг. Ч

Фиг.6

гз

L

FF

L

±с

J

6 Ю

Ik

Фиг, 7

Б Ю 2 3 11 1212

L

/ /

I