Способ литья под электромагнитнымдАВлЕНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК B22D27/02 

1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к регулированию теплового режима литейной формы при литье под электромагнитным давлением.

Известны способы литья, включающие регулирование теплового режима кристаллизующейся отливки путем обогрева формы газом 1, электрическим током 2 или жидким теплоносителем 3.

Эти способы обладают рядом недостатков. Подвод тепловой энергии через стенку литейной формы инерционен, плохо поддается регулировке. Применение обогрева с помощью жидкого теплоносителя требует применения гидрораспределительной аппаратуры. Это увеличивает стоимость установки, снижает надежность.

Известно также устройство литья под электромагнитным давлением, в котором реализуется способ литья с обогревом металла, находящегося в металлопроводе, путем пропускания тока, протекающего в ванне магнитодинамического насоса, через металлопровод 4.

Регулирование теплового режима литейной формы во время кристаллизации отливки в данном устройстве не рещается. При этом возможен брак отливки по воздушным раковинам, недоливам, утяжинам.

Целью изобретения является регулирование теплового режима литейной формы и улучшение качества литья.

Указанная цель достигается тем, что поеле заполнения литейной формы изменяют напряжение или фазу одной из систем обмоток питания в пределах 10-80% от начального значения и наводят ток в металле, находящемся в металлопроводе и питающем отливку.

Изменение напряжения питания приводит к появлению вертикальной составляющей электрического тока в центральном канале установки. Создав условия для прохождения электрического тока, направленно пропускают его через кристаллизующуюся отливку, подогревают металл и регулируют тепловой режим литейной формы. Для реализации преимуществ литья иод

низким электромагнитным давлением минимальное избыточное давление при кристаллизации не должно быть менее 0,3 атм, максимальное давление, развиваемое установкой, обычно не превышает 0,6-0,7 атм.

Уменьшение напряжения или изменение фазы на одном из индукторов питания на 10-80% уменьшает давление на 20-30%, плотность тока, протекающего при этом по отливке, достаточна для поддержания температуры кристаллизующегося металла. При уменьшении напряжения или изменения фазы менее чем на 10% тепловая мощность, выделяемая в отливке, недостаточна для эффективного подогрева отливки, а при уменьшении более чем на 80% величина давления, развиваемого установкой, меньше нижнего предела (0,3 атм), что не соответствует условиям литья под электромагнитным давлением. Пример. Способ осуш;ествляли на установке литья под электромагнитным давлением на базе магнитодинамического насоса МДН-6. Заполняют литейную форму металлов при напряжении на каждом индукторе 50В. . При этом создается электромагнитное давление 0,5 атм. После окончания заливки снижают напряжение на одном индукторе в пределах до В, электромагнитное давление уменьшается соответственно до 0,3-0,4 атм и появившаяся вертикальная составляющая тока проходит по металлопроводу, кристаллизуюшейся отливке, электропроводной шине и жидкометаллической ванне. Величина этого тока в зависимости от снижения напряжения на индукторе находится в пределах 500-4-1000 А, что позволяет осуществить подогрев отливки. Плотность тока при прохождении его через отливку выше в тонких сечениях и ниже в толстых. В тех случаях, когда удобнее осуществить подвод металла в тонкие сечения отливки и при этом обеспечить подпитку массивных частей через тонкие сечения, данный метод обеспечивает больший подогрев тех объемов отливки, т. е. тонких сечений, которые в обычных условиях закристаллизовались бы в первую очередь. Регулируя тепловой режим литейной формы с одновременным электромагнитным воздействием, добиваются направленной кристаллизации отливки. Это обеспечивает 8 6 получение однородной мелкой структуры, улучшение качества отливок, снижение брака по недоливам, воздушным раковинам, утяжинам. Данный способ дает возможность эффективно использовать ток, циркулирующий в ванне магнитодииамического насоса, на регулирование теплового режима литейной формы, при этом возрастает экономичность установки, надежность, поскольку отпадает необходимость в дополнительных конструкциях для обогрева формы. Годовой экономический эффект по предварительным расчетным данным составляет 15-20 тыс. руб. за счет снижения брака по недоливам на 40% и улучшения структуры отливок. Формула изобретения Способ литья под электромагнитным давлением, включающий подогрев металла в металлопроводе и заполнение формы, отличаюшийся тем, что, с целью регулирования теплового режима литейиой формы и улучшения качества литья, после заполнения литейной формы изменяют напряжение или фазу одной из систем обмоток питания в пределах 10-80% от начального значения и наводят ток в металле, находящемся в металлопроводе и питающем отливку. Источники информации, принятые во вни/мание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 537752, кл. В 22D 15/00, 1974. 2.Патент Франции № 2145600, кл. В 22D 27/00, 1973. 3.Патент Франции № 2211309, кл. В 22D 27/00, 1976. 4.Авторское свидетельство СССР № 639641, кл. В 22D 27/14, 1977.