магнитная разъемная форма

Формула изобретения

Магнитная разъемная форма, содержащая две полуформы, выполненные из сыпучего намагничивающегося формовочного материала с рабочей полостью в нем для заливаемого расплава, источник магнитного поля и полюсные пластины, имеющие поверхности, обращенные к разъему формы, отличающаяся тем, что полюсные пластины для каждой полуформы размещены сверху и снизу от рабочей полости, а источник магнитного поля каждой полуформы расположен или со стороны ее контрлада, или сбоку от рабочей полости у разъема формы, при этом поверхности полюсных пластин, обращенных к разъему формы, и разъем формы выполнены в вертикальной плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к конструкциям разовых литейных магнитных разъемных форм из намагничивающихся дисперсных материалов.

Известны литейные разовые формы из немагнитных дисперсных материалов, частички которых скреплены связующим, содержащие две полуформы, каждая из которых содержит формовочный материал со связующим и выполненной в нем рабочей полостью. Поверхность разъема формы вертикальна. Рабочие полости полуформы обращены к поверхности разъема полуформы (формы) (В.Н. Виноградов. Литейные формы для цветных сплавов.-М. Машиностроение, 1981, с 76).

Основные недостатки этих форм:

повышенный расход материала на одну форму из-за необходимости иметь увеличенную толщину полуформ для обеспечения ее конструктивной прочности;

пониженная податливость из-за наличия связующего, приводящего к повышенному браку отливок по горячим трещинам;

повышенная газотворность из-за наличия связующего, приводящая к браку отливом по газовым раковинам и ухудшению условий труда;

Известны магнитные разъемные формы (прототип), состоящие из двух полуформ, каждая из которых содержит ферромагнитный формовочный материал с выполненной в нем рабочей полостью, источник магнитного поля с сердечником, ось которого горизонтальна, и полюсные пластины, расположенные вертикально с боковых сторон рабочей полость и имеющие поверхности, обращенные к разъему формы. Поверхность разъема (полуформ) горизонтальна (а.с. СССР N 1311839, B 22 C 9/00, 1985).

Основные недостатки этих форм: повышенный расход формовочного материала на одну форму, особенно для верхней полуформы, необходимый для создания ее достаточной высоты, обеспечивающей требуемый металлостатический напор;

повышенный расход металла на литниковую систему, особенно в многоместных формах;

повышенная трудоемкость изготовления формы из-за необходимости переворота одной из полуформ и подъема и опускания верхней полуформы;

ограниченная область применения: только для отливок, требующих горизонтальной поверхности разъема;

повышенный расход энергии на упрочнение формы при ее переносе из-за необходимости увеличения ее прочности выше технологически необходимой во избежание обрушения формовочного материала под собственным весом.

Сущность изобретения достигается тем, что в известной магнитной разъемной форме, состоящей из двух полуформ, каждая из которых содержит намагничивающийся формовочный материал с выполненной в нем рабочей полостью, источник магнитного поля и полюсные пластины, имеющие поверхности, обращенные к разъему формы, согласно изобретению, разъем формы в поверхности полюсных пластин, обращенные к разъему формы, выполнены преимущественно в вертикальной плоскости, полюсные пластины каждой полуформы размещены сверху и снизу рабочей полости, а источник магнитного поля каждой полуформы расположен со стороны ее контрлада. Источник магнитного поля каждой полуформы может быть размещен сбоку рабочей полости у разъема формы.

Просмотр известных технических решений магнитных форм не выявил известность предложенных существенных признаков, что свидетельствует о соответствии предложенного решения критериям изобретения.

На фиг. 1 показана магнитная разъемная форма с вертикальным разъемом, у которой источник поля каждой полуформы расположен со стороны контрлада; на фиг.2 показана форма с вертикальным разъемом, у которой источник поля каждой полуформы размещен сбоку рабочей полости у разъема формы.

Предлагаемая магнитная разъемная форма имеет разъем, выполненный преимущественно в вертикальной плоскости. Он может быть плоским или криволинейным (извилистым, ломаным и т.п.). Такой разъем обеспечивается соответствующим выполнением поверхностей полюсных пластин, обращенных к разъему формы, преимущественно в вертикальном направлении. Форма может иметь два варианта конструктивного исполнения в зависимости от расположения источника магнитного поля относительно других элементов формы.

Предложенная форма при любом ее конструктивном исполнении состоит из двух полуформ, каждая из которых содержит следующие элементы: полюсные пластины 1 с полярностью N и S, источник магнитного поля 2, формовочный намагничивающийся материал 3, рабочую полость 4. Полюсные пластины 1 сверху и снизу рабочей полости имеют поверхности 5, обращенные к разъему формы и выполненные преимущественно в вертикальной плоскости. В верхней полюсной пластине 1 могут быть выполнены отверстия 6 для подачи в межполюсное пространство формовочного материала 3 при изготовлении формы и заливки расплава в рабочую полость 4 во время службы формы. При этом возможны некоторые отклонения от плоскости путем выполнения этих поверхностей, например, искривленными. В качестве источника магнитного поля могут быть использованы постоянные магниты или электрические катушки, витки которой охватывают при этом сердечник 7, соединяющий попарно полюсные пластины N и S. Поскольку наиболее распространены формы с электрическими источниками поля, то в качестве примеров конструктивного исполнения приведены формы с такими источниками. Кроме перечисленных элементов, каждая полуформа содержит также ограждение 8 для формовочного материала, которое может быть прикреплено к полюсным пластинам 1 наглухо, либо с возможностью съема, например, в виде контейнера.

Вариант 1. В форме по этому варианту источник 2 поля каждой полуформы размещен между пластинами N и S со стороны контрлада полуформы.

Каждую из полуформ изготовляют одинаково; совмещают намагничивающее устройство (НУ), содержащее пластины 1, источник 2 поля и ограждение 8, с вертикально-расположенной модельной плитой (не показана) и заполняют образовавшуюся полость через отверстия 6 в верхней полюсной пластине 1, формовочным материалом 3, после уплотнения которого, включают источник 2 магнитного поля. Появляющееся магнитное поле намагничивает сердечник 7, пластины 1, которые усиливают поле и направляют его для намагничивания формовочного материала 3. Намагниченные частицы сцепляются между собой и формовочный материал 3 приобретает необходимую прочность. Затем разъединяют модельную плиту и НУ с формовочным материалом 3, в котором образовалась рабочая полость 4, полуформы готовы к сборке. Их соединяют, в результате получается готовая магнитная форма с вертикальным разъемом. Форма работает следующим образом. В ее рабочую полость 4 через отверстие 6 заливают расплав, после частичного или полного затвердевания которого отключается источник 2 поля. Дальнейшее охлаждение отливки происходит в разупорядоченном формовочном материале 3, который создает минимальное сопротивление ее усадке. После необходимого охлаждения отливки полуформы удаляют друг от друга, а формовочный материал 3 и отливка под собственным весом удаляются из ограждения 8. Цикл закончен.

Вариант 2. В форме по этому варианту источник 2 поля каждой полуформы размещен между пластинами N и S сбоку рабочей полости у разъема формы. По сравнению с вариантом 1 источник 2 может иметь меньшие габариты. Изготовление формы и ее рабочая аналогична варианту 1.

Предложенная форма (по любому варианту) по сравнению с прототипом имеет: пониженный расход формовочного материала, т.к. выполнена тонкостенной, и обеспечивает необходимый металлостатический напор при пониженном расходе металла на литниковую систему; пониженные трудоемкость и расход энергии на упрочнение вследствие отсутствия операций кантовки полуформы и их переноса, т.к. изготовление полуформ осуществляется по вертикально расположенной модельной плите.