RU2075364C1 - Method to produce magnetic split moulds with mould core - Google Patents

Abstract

FIELD: casting production, production of magnetic split moulds with mould core in particular. SUBSTANCE: method provides for manufacture of half-moulds, manufacture of mould core and connection of half-moulds to each other and with mould core with formation of sections of half-moulds contact with mould core or small clearance between them. Half-moulds manufacture provides for model surrounding with ferromagnetic dispersed loose material, its compaction and its strengthening by magnetic field action on it. Manufacture of mould core provides for feeding of loose material in cavity of mould core fittings, surface layer of which is made of dispersion material, that is composed mainly of magnetized particles, following its compaction by magnetic field action on it. In the case magnetic fields induction vectors in each of half-moulds and magnetized layer of mould core are directed so, that in sections of half-moulds contact with mould core in sections of small clearance between them they are collected and directed in single direction with angle between vectors α = 0 ... 90 deg. Values of induction in sections of half-moulds contact with mould core or in sections of small clearance between them are set similar or near similar. EFFECT: improved process of magnetic split moulds with mould core production. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к области литейного производства, в частности к способам получения магнитных разъемных форм с литейным стержнем. The invention relates mainly to the field of foundry, in particular to methods for producing magnetic demountable molds with a casting core.

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). A known method of manufacturing a moldable mold with a foundry magnetic core, which perform the necessary operations (milling, turning, grinding) for the separate manufacture of half-molds (chill molds) of non-ferromagnetic solid material and a casting magnetic core containing a magnetic field source, a core with pole tips and a layer magnetized dispersed material, and connect the semi-molds with each other and with the rod (AS USSR 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. The main disadvantages of the method: increased complexity of manufacturing half-molds (chill molds) from solid material and, as a result, their high cost; increased rejects of castings on hot cracks due to the lack of flexibility of half-molds; increased rejects of castings in gas sinks due to reduced gas permeability of the half-molds.

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). The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a magnetic detachable shape, including the manufacture of half-molds, in which the model is surrounded by a ferromagnetic bulk material, compacted, strengthened by the action of a magnetic field on it, the model is removed and the half-forms are interconnected (A.S. USSR N 177977, B 22 C 9/00, 1992).

Основным недостатком способа является ограниченная область применения, т.к. он не позволяет получать полые отливки. The main disadvantage of this method is the limited scope, because he does not allow to receive hollow castings.

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 α = 0...90^°, величины индукции магнитных полей на участках соприкосновения полуформ со стержнем или небольшого зазора между ними устанавливают одинаковыми или близкими по значениям.The invention is achieved by the fact that in the known method of manufacturing magnetic demountable molds with a casting rod, comprising the manufacture of half-molds, in which the model is surrounded by magnetizable bulk material, compacted, strengthened by exposure to a magnetic field, the model and the half-connection between them are removed, according to the invention Before joining the half-molds, a casting core is made, for which a magnetizable bulk material is fed into the cavity of the core tooling, compacted, hardened material by the action of a magnetic field and remove the rod from the snap, then connect it to the half-forms with the formation of areas of contact between the half-forms and the rod or a small gap between them, on which the magnetic field induction vectors in each half-form and the surface layer of the magnetized material of the rod are directed in one direction with an angle between vectors α = 0 ... 90 ^° , the magnitude of the magnetic field induction in the areas of contact of the half-forms with the rod or a small gap between them is set equal or close in value.

Просмотр известных технических решений способов изготовления магнитных форм не выявил известность предложенных существенных признаков, что свидетельствует о соответствии предложенного решения критериям изобретения. Viewing the known technical solutions of the methods for manufacturing magnetic forms did not reveal the popularity of the proposed essential features, which indicates the compliance of the proposed solution with the criteria of the invention.

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. The invention is illustrated by the drawing, which shows a fragment of a detachable magnetic form with a magnetic rod in the areas of contact of the half-molds with the rod and the presence of a gap between them, in section.

Способ может быть осуществлен, например, следующим образом (на примере отливки типа "втулка"). The method can be carried out, for example, as follows (for example, castings of the type "sleeve").

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. On the lower model plate (not shown), the lower magnetizing device 1 (NU) is installed and the cavity formed is filled with ferromagnetic dispersed material 2, for example, with DSL 08 shot (GOST 11964 - 83), surrounding the model, and then compacted with one of the known techniques (shaking, vibration, etc.). After that, they switch on the NU and the created magnetic field magnetizes the ferromagnetic particles of the molding material of the lower half-mold, which adhere to each other and form a strong system, thereby strengthening the half-mold. Then remove the model plate.

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.The upper half-mold 3 is made similarly using device 4. At the same time, a casting core is also manufactured, for which a corresponding magnetizing device is installed in a tool box (not shown), containing, for example, a magnetic field source 5 in the form of an electric coil, a core 6 with pole tips 7, and a ferromagnetic dispersed material, for example, a shot of DSL 08 (GOST 11964 83), is fed into the cavity formed by one of the known methods, sealing it with one of the known methods (shaking , vibration, sandblasting method, etc.). In this case, a surface layer 8 of the casting core is formed from a dispersed material containing magnetizable particles in an amount of, for example, 90.100%
Then turn on the NU and the emerging magnetic field strengthens the surface layer 8 of the casting core. Then the rod is removed from the tooling in a known manner.

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 α 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.The fabricated lower and upper half-molds and the casting core (or several rods in the case of a multi-seat mold) are assembled together. In this case, the core is installed in the lower half-mold, making sure that the polarity of the sign part of the casting rod, which most often includes the pole piece 7 and part of the layer 8 of the casting rod, is the same as the polarity of the mating socket for the sign part in the half-mold. If the polarity is different, then the rod is attracted to the half-shape and they are destroyed. However, polarity is a necessary but not sufficient condition. Destruction of the half-mold and the layer 8 of the rod in the places of their contact (point A in the figure) is also observed in cases of the same polarity, if the angle α between the directions of the induction vectors Bf in the half-mold and Bs in the layer 8 of the casting rod exceeds 90 ^o and if the values of the inductions Bf and Bs significantly different from each other. The influence of the difference in the values of the inductions Bf and Bc increases with increasing angle a and decreases as the angle a approaches zero. Therefore, it is desirable, if possible, to ensure approximate equality of the values of the inductions Bf and Bc in the areas of contact (or a small gap of up to 2.3 mm) of the half-forms and layer 8 of the rod.

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. The contact areas of the half-forms with a layer of magnetized material of the rod or a small gap between them are determined in advance according to the drawing of the assembled shape. Such sections in the mold are usually the symbolic parts of the core. However, other cases of the presence of such sites are possible.

Следует отметить, что направление векторов Вф м Вс под углом α = 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.It should be noted that the direction of the vectors Bf m Bs at an angle α = 0 ... 90 ^{° to} each other is also a sign of the same polarity. The necessary direction of these vectors is achieved by the corresponding design of the magnetizing devices of the half-mold and the rod, and this requirement of the proposed method is one of the requirements in their design.

После помещения стержня в нижнюю полуформу на нее устанавливают верхнюю полуформу. При этом также соблюдают необходимое направление векторов индукций Вф м Вс под углом α = 0...90^° и, по возможности, примерное равенство их значений.After the rod is placed in the lower half-mold, the upper half-mold is mounted on it. At the same time, the necessary direction of the induction vectors Vf m Vs at an angle α = 0 ... 90 ^° and, if possible, approximate equality of their values are also observed.

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. The assembled form is ready for pouring the melt into its cavity 9. The proposed method allows the manufacture of magnetic forms with both horizontal and vertical connectors. In addition, in comparison with the known, the proposed method allows to expand the scope of magnetic forms and cores by making them from the same material, which reduces the complexity of preparing the recycled molding material for reuse; to reduce the marriage of castings on gas sinks and hot cracks; improve working conditions.

Claims (1)

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 α = 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.1. A method of manufacturing a magnetic demountable mold with a casting rod, comprising manufacturing a half-mold, in which the model is surrounded by a ferromagnetic dispersed bulk material, compacted, strengthened by exposure to a magnetic field, manufacturing a casting rod, in which bulk material is fed into the cavity of the core tooling, compacted it is strengthened by the surface layer, the rod is removed from the tool, and the connection of the half-molds with each other and with the rod with the formation of areas of contact of the half-forms with the rod or small a wide gap between them, characterized in that the surface layer of the casting core is made of dispersed material, which includes predominantly magnetizable particles, and hardening is carried out by exposing it to a magnetic field, while the magnetic field induction vectors in each of the half forms and the layer of magnetized core material are directed so that in the areas where the half-molds come in contact with the shaft or a small gap between them, they are assembled in one direction with an angle between the vectors α = 0 ... 90 ^° .
2. The method according to p. 1, characterized in that the magnitude of the induction of magnetic fields in the areas of contact of the half-molds with the rod or a small gap between them is set equal or close in value.