Устройство для литья под электромагнитным давлением

Устройство для литья под электромагнитным давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О lf И Х*Н:" Е

ИЗОБРЕТЕ Н Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик!!!!738759

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 31.01.78 (21) 2575008/22-02 (s1)м. кл.

В 22 0 17/00

В 22 0 27/14 с присоелинением заявки №

Гооудерстеенный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень ¹ 21 по делам иеобретеиий и открытий (53) УДК621.746. .043 (088.8) Дата опубликования описания 05.06.80

Н. П. Сабадырь, Г. А. Демин, Л. А. Миркин, А. P. Виленский и С. Я. Кунин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ

ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности,к конструкциям машин для литья под давлением и может быть использовано для фасонного литья из цветных сплавов.

Известно плавильно-заливочное устройство для литья под низким электромагнитным давлением, в котором в качестве раздаточной ! емкости используется индукционная канальная печь. В футеровке стенки печи выполнен плоский канал металлопровода индукционного насоса, индуктор которого установлен с внешJ ней стороны этой стенки. Литейная форма соединена с каналом металлопровода посредством обогреваемого переходника (1).

Недостатком устройства является низкая эффективность индукционного насоса. По технологическим соображениям и требованиям техники безопасности канал насоса имеет толстые стенки, что затрудняет наведение токов индуктором бегущего поля и снижает давление, развиваемое насосом.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для литья под электромагнитным давлением на базе магнитодинамической установки МДН вЂ” 6. Установка MQH — 6 представляет собой индукционную канальную печь с тремя вертикальными каналами, в верхней части сообщающимися с емкостью для ме5 талла, а в нижней части соединенными между собой горизонтальным каналом. Боковые вертикальные каналы охвачены замкнутыми магнитопроводами с обмотками (индукторами).

l0

Место пересечения центрального вертикального канала с горизонтальным охвачено полюсами

С-образного разомкнутого магнитопровода с обмотками. К центральному каналу IlpHGTblKoван металлопровод, соединенный с литейной формой.. При включении обмоток в сеть переменного ! тока замкнутые магнитопроводы индуктируют ток в металле, заполняющем каналы. Взаимодействие этого тока с -магнитным потоком

20 разомкнутого магнитопровода приводит к возникновению электромагнитной силы, направленной в сторону центрального вертикального патрубка. Под действием этой силы металл

738759

3 подается в металлопровод и, далее,в литейную форму (2) .

Индуктирование тока в канале замкнутыми магнитопроводами позволяет, несмотря на значнтеяьную "толщину стенок канала, получйть большую плотность тока в жидком металле и большую величину электромагнитного давления. Промышленная установка МДН вЂ” 6 расчитана на давление 0,5 10 н/м при перекачке алюминиевых сплавов. Дальнейшее увеличение давления возможно лишь до 0,75 — 1,0 10 н/м, 5 2 из-за конструктивных особенностей установки.

На границе магнитного поля, создаваемого разомкнутым электромагнитом, в канале установки возникают вихри жидкого металла с областями пониженного давления в центре вихрей. В этих областях накапливается растворенный в жидком металле водород и сюда же испаряются легколетучие компоненты сплава (цинк, магний). В результате образовавшийся газо-паровой пузырь прерывает ток в канале печи. Возникают пульсации давления и броски тока, препятствующие дальнейшему увеличению давления.

Целью изобретения является стабилизация работы и повышение давления.

Согласно предложению зта цель достигается

1 .. путем выполнения горизонтального канала . плоским с перегородкой под центральным вертикальным каналом и со скругленными торцами, причем ширина его в 2 — 4 раза ripeвышает диаметр боковых вертикальных каналов

Разомкнутому магнитопроводу придана П-образная форма и расположен он под горизонтальным каналом таким образом, что его rioлюса противостоят боковым вертикальным каналам.

На чертеже представлен общий вид устройства для литья под электромагнитным давлением.

Устройство для литья под электромагнитным давлением содержит индукционную печь 1 с двумя боковыми каналами 2 и одним центральным вертикальным кайалом 3, соединенными между собой горизонтальным ка1залом 4. Боковые вертикальные каналы 2 охвачены ийдукторами 5. Снизу под горизонтальным каналом 4 расположен П-образный разомкнутый магнитопровод 6 с обмотками 7 на полюсах 8.

Полюса 8 разомкнутого магнитопровода 6 противостоят боковым вертикальным каналам 2.

Горизонтальный канал 4 выполнен плоским с перегородкой 9 под центральным вертикальным каналом 3 и со скругленными торцами

10. К центральному вертикальному каналу 3 пристыкован металлопровод 11, соединяющийся с литейной формой 12.

При включении индукторов 5 в сеть перемен ного тока в жидком металле, заполняющем

4 боковые вертикальные каналы 2 и горизонтальный канал 4, индуктируется ток. Обмотки

7 разомкнутого магнитопровода.б включаются в сеть переменного тока той же частоты, при5 чем ток в каналах и магнитный поток разомкнутого магнитопровода 6 должны быть в фазе либо в противофазе, что достигается известными методами. Таким образом, под полюсами 8 разомкнутого магнитопровода 6 в горизонталь1р ном канале 4 возникают участки с током и

- перпендикулярным ему магнитным полем, т.е. активные зоны. Электромагнитная сила; являющаяся результатом взаимодействия тока и магнитного поля, направлена перпендикулярно току и полю, т.е. в стенку горизойтального канала 4. Поскольку магнитное поле в активных зонах противоположно по направлению, а ток имеет одно и то же направление, электромагнитные силы в активных зонах направлены в противоположные стенки горизонтального канала 4, Встречая стенку горизонтального канала 4, поток металла разделяется на две части— одна направляется вдоль стенки в сторону центрального вертикального канала 3, другая— в сторону торца 10 горизонтального канала 4.

Далее эта часть потока огибает по скругленному торцу 10 боковой вертикальный канал и направляется в сторону центрального вертикального канала 3. При этом поток вновь проходит активную зону И несколько оттесняется к стенке горизонтального кайала 4.

Посредине горизонтального канала 4 потоки от обеих активных зон встречаются. Так как они движутся преимущественно вдоль противоположных стенок горизонтального канала 4, их кинетическая энергия полностью не может перейти в потенциальную знергйю давления без дополнительных конструктивных средств.

Этим целям служит перегородка 9, расположенная посредине горизонтального канала 4 под устьем центрального вертикального канала 3.

Перегородка 9 препятствует обмену потоками между активными зонами, направляет их в сто45 рону центрального вертикального канала 3 и тем самым, увеличивает давление устройства. з

Таким образом, металл всасывается через боковые вертикальные каналы 2 и под давлением поступает в центральный вертикальный канал 3. Далее металл по металлопроводу 11

50 заполняет литейную форму 12. После выдержки, во время которой происходит кристаллизация отливки, выключают обмотки 7 разомкнутого магиитопровода 6. Избыточное давле55 ние исчезает, жидкий металл сливается из верхней части металлопровода 11 в центральный,вертикальный канал 3. Далее разнимают литейную форму 12 и удаляют отливку. Фор му 12 подготавливают к следующей заливке.

738759 6 личение давления происходит как за счет увеличения плотности тока в активных зонах, т.е. увеличения электромагнитного давлеййя, тИ» и за счет большей эффективности использования этого давления. В. описываемом устройстве обратные потоки металла поворачиваются в скругленных торцах горизонтального канала и вновь направляются в сторону центрального вертикального патрубка. Поэтому давление, 1п развиваемое устройством, близко к электромагнитному, 15

Во время выдержки формы под давлением индукторы 5 включаются в режим, обеспечивающий высокую плотность тока в горизонтальном канале 4. Чтобы при этом не произошел перегрев металла,в каналах устройства обмотки 7 включаются на различное напряжение, что позволяет получить различную (в пре делах 10%) .напряженность магнитного поля в активных зонах, следовательно и различное давление, развиваемое активными зонами. 3а счет этой разницы в давленйях вдоль горизонтального канала 4 металл транспортируется в направлении активной зоны с меньшим давлением. Таким образом, во время выдержки .. происходит циркуляция металла вдоль каналов, что устраняет его перегрев.

Ширина горизонтального канала с точки зрения получения максимального давления должна выбираться в пределах 2 — 4 диаметров вертикального бокового канала. При меньшей ширине слишком малая часть обратного потока поворачивается в сторону центрального канала.

Вследствие этого снижается величина давления, развиваемого в насосном режиме. При увеличении ширины горизонтального канала все большая часть обратного потока поворачивается в сторону центрального вертикального канала, следовательно, давление монотонно возрастает. Как показали эксперименты, выполнение горизонтального канала с шириной большей, чем четыре диаметра вертикального бокового канала, нецелесообразно, так как дальнейший прирост давленця незначителен.

В конструкции описываемого устройства устранены области пониженного давления в каналах, обеспечена возможность циркуляции металла вдоль канала во время выдержки литейной формы под давлением. Эти особенности позволяют устранить броски тока и существенно увеличить давление устройства, что улучшает заполнение формы и качество отливки..УвеФормула изобретения

1. Устройство для литья под электромагнитным давлением, содержащее литейную форму, -металлопровод и индукционную печь, состоящую из шахты, двух боковых и одного центур рального вертикальных каналов, горизонтального канала, двух индукторов и разомкнутого магнитопровода с обмотками.на полюсах, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации работы и увеличения давления, горизонтальный канал выполнен плоским с перегородкой под центральным вертикальным каналом и со скрут ленными торцами, а разомкнутый йагнитопровод выполнен П-образным, при этом его полюса противостоят боковым вертикальным каналам.

2. Устройство.по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что ширина горизонтального канала составляет 2-4 диаметра боковых вертикальных каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР No 448068, кл. В 22 0 27/14, 1974.

4О 2. Белопухов А. К. Литье под давлением, M., "Машиностроение", 1975, с. 318 — 319.

738759

Составитель Г. Лебедев

Техред А. Щепанская

Корректор M., Коста

Редактор М. Васильева

Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2727/11

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4