Спосіб виготовлення нероз’ємних ливарних форм

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении неразъемных литейных форм для получения отливок в магнитном поле по газифицируемым или другим моделям в формах из ферромагнитных сыпучих материалов. Известен способ изготовления неразъемных литейных форм, включающий установку модели с литниковой системой в опоку, заполнение ее ферромагнитной смесью и уплотнение смеси вибрацией и электромагнитным полем, при этом модель изготавливают из льда и покрывают слоем тонкодисперсного хлористого железа. Опоку перед заполнение предварительно охлаждают, и заполнение ее производят в два этапа: вначале на 3/4 объема охлажденной до 5-10°С смесью, а затем - до полного объема предварительно нагретой до 150-200°С смесью, при этом при уплотнении используют электромагнитное поле напряженностью 16-30 тыс.Э. После изготовления таким образом формы, тепло от смеси с температурой 150-200°С передается смеси с температурой 5-10°С и от нее к модели, которая начинает расплавляться. В форме создается полость, имеющая конфигурацию удаленной модели, которая после сушки заливается расплавленным металлом. В течение всех операций сохраняется электромагнитное поле, которое обеспечивает сцепление смеси в форме. После образования на отливке внешней корочки электромагнитное поле снимается [1]. Недостатком этого способа является то, что после расплавления модели из льда, в образовавшуюся полость выстраиваются пряди из частиц ферромагнитного сыпучего материала, которые устанавливаются по силовым -линиям магнитного поля электромагнита, причем только со стороны поверхностей, перпендикулярных магнитным силовым линиям. Это вызвано тем, что частицы ферромагнитного материала устанавливаются по направлению магнитных силовых линий в сторону большей величины напряженности магнитного поля, исходя из того, что магнитная проницаемость полости меньше магнитной проницаемости ферромагнитного дисперсного материала. При заливке формы расплавом происходит внедрение прядей частиц в полость отливки, что приводит к ее браку. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ изготовления неразьемных литейных форм, который обеспечил бы снижение брака отливок, получаемых в магнитном поле в формах из ферромагнитных сыпучих материалов, путем изменения технологии формообразования. Поставленная задача решена тем, что в способе изготовления неразъемных литейных форм, включающем установку модели с литниковой системой в опоку, заполнение ее ферромагнитной смесью и уплотнение смеси вибрацией и электромагнитным полем, согласно изобретению, до наложения на форму магнитного поля, поверхностные слои ферромагнитного сыпучего материала примыкающие к модели, замораживают в плоскостях, перпендикулярных силовым линиям магнитного поля. Такое решение приводит к тому, что на границе модель - форма или полость - форма при деструкции модели, в плоскостях, перпендикулярных силовым линиям магнитного поля, образуется монолитный слой из вмороженных в лед частиц ферромагнитного сыпучего материала. После наложения магнитного поля эти частицы из-за своей неподвижности не могут выстроиться в пряди и проникнуть в полость отливки. Поэтому полость формы перед заливкой расплавом имеет гладкую поверхность, что приводит к снижению брака отливок. На фиг. 1 показана схема изготовления неразъемной литейной формы; на фиг.2 -расположение замороженных слоев на модели по отношению к силовым линиям магнитного поля. Модель 1, например, из пенополистирола, устанавливают в контейнер 2 и засыпают сухой ферромагнитной колотой дробью 3. Зоны формовочного материала, примыкающие к стенкам модели и перпендикулярные магнитным силовым линиям, увлажняют водой через коллектор 4. Хладагент подают по трубопроводу 5 через днище контейнера 2. Смоченные водой слои формовочного материала замораживаются. Затем включают электромагнит 6. Магнитное поле связывает формовочный материал по объему формы, придавая ей необходимую прочность. После этого форма готова к заливке металлом. Способ опробован при изготовлении неразъемной литейной магнитной формы для отливок корпуса водомера. Модель из пенополистирола с литниковой системой устанавливалась в контейнер с двойным дном. Контейнер с моделью заполнялся формовочным материалом - ферромагнитной коло-.. той дробью марки ДСК - 08 ГОСТ 11964 - 66, который уплотнялся механической вибрацией. Зоны формовочного материала, примыкающие к модели и обращенные к полюсам электромагнита, увлажнялись водой до получения влажности 5%. В контейнер подавался газообразный азот с температурой - (-196°С). Продолжительность подачи азота при замораживании увлажненной зоны -4 мин. Толщина замороженного слоя составила 17±3мм по высоте модели, температура замороженного слоя - (~30°С). После замораживания включался электромагнит. Индукция магнитного поля в контейнере - 0,05 Тл. При заливке расплава случаи взрывов и захолаживания металла отсутствовали. Оценка качества отливок, полученных по предлагаемому способу (замораживание слоев) и известному (без замораживания) позволяет сделать следующие выводы: размерная точность отливок повышается, уменьшается шероховатость поверхности, брак отливок снижается с 8-10 до 2,5-4%.