RU2089330C1

RU2089330C1 - Method of manufacture of magnetic casting molds

Info

Publication number: RU2089330C1
Application number: RU94044558A
Authority: RU
Inventors: Олег Иосифович Шинский; Владимир Иванович Католиченко; Марк Михайлович Краснощеков
Original assignee: Институт проблем литья АН Украины
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU94044558A

Abstract

FIELD: foundry; applicable in manufacture of magnetic casting molds to produce cavityless castings. SUBSTANCE: the offered method includes installation of set of gate patterns into container, filling the container with loose ferromagnetic material its compaction by vibration and consolidation with electromagnetic field alternating with period of 2-5 s. When electromagnetic field is sot up, induction of container is measured, and upon attainment of the preset value compaction by vibration is discontinued and electromagnetic field is set up for continuous mode. EFFECT: provision of control of vibration compaction and reduced casting rejects due to prevention of deformation and breakage pattern. 1 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных магнитных форм для получения отливок по газифицированным моделям. The invention relates to foundry and can be used in the manufacture of foundry magnetic molds for producing castings for gasified models.

Известен способ изготовления литейных форм из сыпучих ферромагнитных материалов в магнитном поле, который заключается в следующем: модель из пенополистирола устанавливают в опоку, засыпают стальной или чугунной дробью, которую уплотняют механической вибрацией и упрочняют постоянным магнитным полем (В.С.Шуляк и др. Получение отливок в формах из металлического песка в магнитном поле. "Литейное производство", 1971, N 9). A known method of manufacturing casting molds from bulk ferromagnetic materials in a magnetic field is as follows: a polystyrene foam model is installed in a flask, filled with steel or cast iron shot, which is compacted by mechanical vibration and strengthened by a constant magnetic field (V.S. Shulyak, etc. castings in metal sand molds in a magnetic field. "Foundry", 1971, No. 9).

Однако при реализации данного способа отсутствует информация о степени уплотнения сыпучего ферромагнитного материала в опоке. При превышении времени виброуплотнения давление плотноупакованного материала на поверхность пенополистироловой модели приводит к деформации или поломке ее отдельных элементов, в результате возникает брак отливки. However, when implementing this method, there is no information on the degree of compaction of bulk ferromagnetic material in the flask. When the vibration compaction time is exceeded, the pressure of the close-packed material on the surface of the polystyrene foam model leads to deformation or breakdown of its individual elements, resulting in casting marriage.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления литейных форм, заключающийся в том, что в опоку с моделью засыпают сыпучий огнеупорный материал ферромагнитной оболочкой, толщина которой оставляет 0,2 0,35 от среднего диаметра частиц, уплотняют его вибрацией и упрочняют электромагнитным полем (а.с. N 1156816 МКИ B 22 C 9/00). Closest to the proposed one is a method of manufacturing casting molds, which consists in pouring loose refractory material into a flask with a model with a ferromagnetic shell, the thickness of which leaves 0.2 0.35 of the average particle diameter, is compacted with vibration and strengthened with an electromagnetic field (a. p. N 1156816 MKI B 22 C 9/00).

Облегченные частицы указанного материала при виброуплотнении оказывают меньшее давление на поверхность модели, чем литые или колотые из металла, но при превышении времени виброуплотнения давление может быть больше предела прочности материал модели, что также приводит к ее деформации или поломке и как следствие к браку отливки. Lightweight particles of the specified material during vibration compaction exert less pressure on the model surface than cast or chipped metal, but when the vibration compaction time is exceeded, the pressure can be greater than the tensile strength of the model material, which also leads to its deformation or breakage and, as a result, to casting.

В основу изобретения положена задача создать такой способ изготовления литейных магнитных форм, который обеспечил бы управление процессом виброуплотнения формы и снижения брака отливок путем контроля прочности формы в процессе формообразования. The basis of the invention is the task of creating such a method of manufacturing foundry magnetic molds, which would provide control of the process of vibration compaction of the mold and reduce the marriage of castings by controlling the strength of the mold during shaping.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления литейных магнитных форм, включающем установку модели с литниковой системой в контейнер, заполнение его сыпучим ферромагнитным материалом, уплотнение материала вибрацией и упрочнение формы электромагнитным полем, согласно изобретению, виброуплотнение материала и наложение на форму электромагнитного поля осуществляют поочередно с периодом 3 5 с, причем во время включения электромагнитного поля измеряют его индукцию в контейнере и при достижении заданной величины индукции, виброуплотнение прекращают, а электромагнитное поле включают на постоянный режим. The problem is solved in that in a method for manufacturing foundry magnetic molds, comprising installing a model with a gating system in a container, filling it with bulk ferromagnetic material, compressing the material with vibration and hardening the shape with an electromagnetic field, according to the invention, vibrocompressing the material and applying an electromagnetic field to the shape with a period of 3 5 s, moreover, when the electromagnetic field is turned on, its induction is measured in the container and when the specified value of induction is reached, sealing is stopped, and the electromagnetic field is switched on for continuous operation.

Такое решение позволяет контролировать плотность укладки частиц сыпучего ферромагнитного материала при виброуплотнении вследствие увеличения его магнитной проницаемости. Чем выше магнитная проницаемость материала, тем выше индукция магнитного поля в контейнере при постоянной напряженности внешнего магнитного поля. При достижении значения индукции в контейнере, равного заданному, при котором форма приобретает необходимую прочность, виброуплотнение отключается. В результате этого обеспечивается стабильный режим формообразования, при котором модель не деформируется и не разрушается. This solution allows you to control the packing density of particles of bulk ferromagnetic material during vibration compaction due to an increase in its magnetic permeability. The higher the magnetic permeability of the material, the higher the magnetic field induction in the container at a constant external magnetic field. When the induction value in the container is equal to the specified value, at which the form acquires the necessary strength, the vibration seal is turned off. As a result of this, a stable mode of forming is ensured, in which the model does not deform and does not collapse.

Способ осуществляется следующим образом. Контейнер с моделью и литниковой системой засыпают сыпучим ферромагнитным материалом, а затем устанавливают на электромеханический вибратор между полюсами П-образного электромагнита. В контейнер погружается датчик измерения индукции электромагнитного поля, например датчик Холла. Включается электромеханический вибратор, через 3 5 с отключается и включается на 3 5 с электромагнит, создавая в контейнере электромагнитное поле. Датчик Холла регистрирует значение индукции поля. Если оно меньше заданного для данной отливки, процесс повторяется и так до получения заданного значения индукции, при которой обеспечивается необходимая прочность формы. После этого датчик извлекается из контейнера и электромагнит включается на постоянный режим. Форма подготовлена к заливке расплавом. The method is as follows. The container with the model and the gate system is filled with bulk ferromagnetic material, and then mounted on an electromechanical vibrator between the poles of the U-shaped electromagnet. An electromagnetic field induction measurement sensor, such as a Hall sensor, is immersed in a container. The electromechanical vibrator is turned on, after 3 5 s the electromagnet is turned off and turned on for 3 5 s, creating an electromagnetic field in the container. A Hall sensor records the value of the field induction. If it is less than the set value for a given casting, the process is repeated, and so on, until a specified value of induction is obtained, at which the required mold strength is ensured. After that, the sensor is removed from the container and the electromagnet is turned on for continuous operation. The mold is prepared for pouring with the melt.

Время виброуплотнения менее 3 с не приводит к эффективному уплотнению частиц формовочного материала, более 5 с возникает вероятность деформации модели. A vibration compaction time of less than 3 s does not lead to an effective compaction of particles of the molding material, more than 5 s there is a probability of deformation of the model.

Способ опробован при изготовлении литейной магнитной формы для отливки корпуса водомера. The method was tested in the manufacture of a foundry magnetic mold for casting the body of the water meter.

Модель из пенополистирола с литниковой системой устанавливалась в контейнер, который заполнялся ферромагнитной колотой дробью марки ДСК 0,5. Контейнер с моделью и дробью устанавливался на плиту электромеханического вибратора и между полюсами П-образного электромагнита постоянного тока. По центру контейнера в дробь был заформован измерительный щуп для определения индукции постоянного магнитного поля. Выход щупа подсоединялся к тесламетру Ф4354. С интервалом в 5 с поочередно включали электромеханический вибратор и электромагнит. За время включения электромагнита определялась индукция постоянного магнитного поля в контейнере. Ранее было определено, что для отливки корпуса водомера необходимая прочность магнитной формы достигается при индукции магнитного поля в контейнере с дробью ДСК 0,5 не менее 60 mT. Данные о процессе формовки приведены в таблице. A model made of polystyrene foam with a gate system was installed in a container that was filled with a ferromagnetic split shot with a DSK 0.5 grade. The container with the model and shot was installed on the plate of the electromechanical vibrator and between the poles of the U-shaped direct current electromagnet. In the center of the container, a measuring probe was formed into a shot to determine the induction of a constant magnetic field. The output of the probe was connected to the teslameter F4354. At intervals of 5 s, an electromechanical vibrator and an electromagnet were alternately turned on. During the inclusion of the electromagnet, the induction of a constant magnetic field in the container was determined. It was previously determined that for casting the body of the water meter, the necessary strength of the magnetic form is achieved by inducing a magnetic field in a container with a DSC fraction of at least 60 mT. Data on the molding process are shown in the table.

Из таблицы следует, что для достижения заданного значения индукции магнитного поля в контейнере потребовалось 50 с, т.е. 5 циклов уплотнения формовочного материала с интервалом 10 с. После получения индукции в 62 mT электромеханический вибратор отключали, а электромагнит включали на постоянный режим на время заливки и кристаллизации отливки. From the table it follows that to achieve a given value of the magnetic field induction in the container, it took 50 s, i.e. 5 cycles of compaction of molding material with an interval of 10 s. After receiving an induction of 62 mT, the electromechanical vibrator was turned off, and the electromagnet was turned on for continuous operation during casting and crystallization of the casting.

При заливке формы брак отливок, связанный с деформацией или поломкой модели, снизился более чем в 2 раза. When casting molds, castings marriage associated with deformation or breakage of the model decreased by more than 2 times.

Использование предлагаемого способа изготовления литейных магнитных форм позволит управлять процессом виброуплотнения формы и снизить брак отливок за счет устранения деформации или поломки модели. Using the proposed method for the manufacture of foundry magnetic molds will allow you to control the process of vibration compaction of the mold and reduce the marriage of castings by eliminating deformation or breakage of the model.

Claims

A method of manufacturing foundry magnetic molds, including installing a model with a gating system in a container, filling it with ferromagnetic material, compacting it with vibration and hardening the shape by applying an electromagnetic field to the ferromagnetic material, characterized in that the ferromagnetic material is densified and the electromagnetic field is exposed to it, alternately a period of 3 5 s, while during each exposure to an electromagnetic field, its induction in the container is measured and when the specified value of uktsii vibration compaction is stopped and set the constant exposure to the electromagnetic field.