способ изготовления магнитных разъемных форм с литейным стержнем

Формула изобретения

1. Способ изготовления магнитных разъемных форм с литейным стержнем, включающий изготовление полуформ, при котором модель окружают ферромагнитным дисперсным сыпучим материалом, уплотняют его, упрочняют путем воздействия на него магнитного поля, изготовление литейного стержня, при котором в полость стержневой оснастки подают сыпучий материал, уплотняют его, упрочняют поверхностный слой, извлекают стержень из оснастки, и соединение полуформ между собой и со стержнем с образованием участков соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними, отличающийся тем, что поверхностный слой литейного стержня изготовляют из дисперсного материала, включающего преимущественно намагничивающиеся частицы, а упрочнение осуществляют путем воздействия на него магнитным полем, при этом векторы индукции магнитных полей в каждой из полуформ и слое намагниченного материала стержня направляют так, чтобы на участках соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними они были направлены в собранном виде в одну сторону с углом между векторами = 0...90.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величины индукции магнитных полей на участках соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними устанавливают одинаковыми или близкими по значениям.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к области литейного производства, в частности к способам получения магнитных разъемных форм с литейным стержнем.

Известен способ изготовления литейных разъемных форм с литейным магнитным стержнем, при котором выполняют необходимые операции (фрезерные, токарные, шлифовальные) по раздельному изготовлению полуформ (кокилей) из неферромагнитного сплошного материала и литейного магнитного стержня, содержащего источник магнитного поля, сердечник с полюсными наконечниками и слой намагниченного дисперсного материала, и соединяют полуформы между собой и со стержнем (А.с. СССР N 1775214, B 22 C 9/00, 1990).

Основные недостатки способа: повышенная трудоемкость изготовления полуформ (кокилей) из сплошного материала и, как следствие, их высокая стоимость; повышенный брак отливок по горячим трещинам из-за отсутствия податливости полуформ; повышенный брак отливок по газовым раковинам из-за пониженной газопроницаемости полуформ.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ изготовления магнитной разъемной формы, включающий изготовление полуформ, при котором модель окружают ферромагнитным сыпучим материалом, уплотняют его, упрочняют путем воздействия на него магнитного поля, удаляют модель и соединяют между собой полуформы (А.с. СССР N 177977, B 22 C 9/00, 1992).

Основным недостатком способа является ограниченная область применения, т.к. он не позволяет получать полые отливки.

Сущность изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления магнитных разъемных форм с литейным стержнем, включающем изготовление полуформ, при котором модель окружают намагничивающимся сыпучим материалом, уплотняют его, упрочняют путем воздействия на него магнитного поля, удаляют модель и соединение между собой полуформ, согласно изобретению перед соединением полуформ изготовляют литейный стержень, для чего в полость стержневой оснастки подают намагничивающийся сыпучий материал, уплотняют его, упрочняют материал воздействием магнитного поля и удаляют стержень из оснастки, затем соединяют его с полуформами с образованием участков соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними, на которых векторы индукции магнитных полей в каждой из полуформ и поверхностном слое намагниченного материала стержня направляют в одну сторону с углом между векторами = 0...90, величины индукции магнитных полей на участках соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними устанавливают одинаковыми или близкими по значениям.

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

Изобретение поясняется чертежом, где показан фрагмент разъемной магнитной формы с магнитным стержнем на участках соприкосновения полуформ со стержнем и наличия зазора между ними, в разрезе.

Способ может быть осуществлен, например, следующим образом (на примере отливки типа "втулка").

На нижнюю модельную плиту (не показана) устанавливают нижнее намагничивающее устройство 1 (НУ) и засыпают образовавшуюся полость ферромагнитным дисперсным материалом 2, например дробью ДСЛ 08 (ГОСТ 11964 - 83), окружая им модель, затем уплотняют его одним из известных приемов (встряхиванием, вибрацией и т.п.). После чего включают НУ и создающееся магнитное поле намагничивает ферромагнитные частицы формовочного материала нижней полуформы, которые сцепляются между собой и образуют прочную систему, упрочняя тем самым полуформу. После чего удаляют модельную плиту.

Верхнюю полуформу 3 изготовляют аналогично с помощью устройства 4. Одновременно изготовляют и литейный стержень, для чего в технологическую оснастку стержневой ящик (не показан) устанавливают соответствующее намагничивающее устройство, содержащее, например, источник 5 магнитного поля в виде электрической катушки, сердечник 6 с полюсными наконечниками 7, и в образовавшуюся полость подают одним из известных способов ферромагнитный дисперсный материал, например дробь ДСЛ 08 (ГОСТ 11964 83), уплотняя его одним из известных способов (встряхиванием, вибрацией, пескодувным методом и т.п.). При этом формируется поверхностный слой 8 литейного стержня из дисперсного материала, содержащего намагничивающиеся частицы в количестве, например 90.100%

Затем включают НУ и появляющееся магнитное поле упрочняет поверхностный слой 8 литейного стержня. После чего стержень удаляют из технологической оснастки известным способом.

Изготовленные нижнюю и верхнюю полуформы и литейный стержень (или несколько стержней в случае многоместной формы) собирают вместе. При этом стержень устанавливают в нижнюю полуформу, следя за тем, чтобы полярность знаковой части литейного стержня, в которую чаще всего входит полюсный наконечник 7 и часть слоя 8 литейного стержня была одинаковой с полярностью ответного гнезда для знаковой части в полуформе. Если полярность различна, то стержень притягивается к полуформе и они разрушаются. Однако соблюдение полярности является необходимым, но не достаточным условием. Разрушения полуформы и слоя 8 стержня в местах их соприкосновения (точка А на фигуре) наблюдается и в случаях одинаковой полярности, если угол между направлениями векторов индукции Вф в полуформе и Вс в слое 8 литейного стержня превышает 90^o и если значения индукций Вф и Вс существенно отличаются друг от друга. Влияние разности значений индукций Вф и Вс возрастает с увеличением значения угла a и уменьшается при приближении значений угла a к нулю. Поэтому желательно, по возможности, обеспечивать примерное равенство значений индукций Вф и Вс на участках соприкосновения (или небольшого зазора до 2.3мм) полуформ и слоя 8 стержня.

Участки соприкосновения полуформ со слоем намагниченного материала стержня или небольшого зазора между ними определяют заранее по чертежу собранной формы. Такими участками в литейной форме обычно являются знаковые части стержня. Однако возможны и другие случаи наличия таких участков.

Следует отметить, что направление векторов Вф м Вс под углом = 0...90 друг к другу является и признаком одинаковой полярности. Необходимое направление этих векторов достигается соответствующей конструкцией намагничивающих устройств полуформ и стержня и это требование предложенного способа является одним из требований при их проектировании.

После помещения стержня в нижнюю полуформу на нее устанавливают верхнюю полуформу. При этом также соблюдают необходимое направление векторов индукций Вф м Вс под углом = 0...90 и, по возможности, примерное равенство их значений.

Собранная форма готова к заливке расплава в ее полость 9. Предлагаемый способ позволяет изготовить магнитные формы как с горизонтальным, так и с вертикальным разъемом. Кроме того, по сравнению с известным, предлагаемый способ позволяет расширить область применения магнитных форм и стержней за счет изготовления их из одинакового материала, что снижает трудоемкость подготовки оборотного формовочного материала к повторному использованию; снижать брак отливок по газовым раковинам и горячим трещинам; улучшить условия труда.