СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
352
В форме без модели из металлического песка, помещенной в постоянное
магнитное поле, распределение магнитной индукции по всему объему опоки с
ферромагнитным материалом приближенно можно считать равномерным. Однако с
установкой модели характер распределения индукции существенно меняется. При
установке одной прямоугольной пластины из полистирола перпендикулярно
направлению магнитного потока на границе металлический песок–модель в средней
части пластины величина индукции уменьшается более чем в 2 раза по сравнению с
индукцией без модели. В то же время величина индукции на гранях пластин,
параллельных силовым линиям, увеличивается в 1,5 раза. Поэтому давление
ферромагнитного материала на модель в магнитном поле будет различным в разных
частях модели. В большинстве случаев при заливке металла в форму между
моделью и расплавом образуется зазор, величина которого зависит от многих
факторов. В зазоре при газификации модели образуется давление, которое создает
при фильтрации через поры формы фильтрационные силы.
Кроме этого, металл, заполняя форму, давит на ее стенки. Все это может
привести к деформированию формы. Повышая индукцию, можно увеличить
прочность формы и исключить «подутия». Однако при превышении некоторого
значения индукции форма теряет устойчивость: дробинки на поверхности полости
формы поворачиваются и располагаются вдоль силовых линий, устремляясь в
зазор между металлом и моделью. Это явление называют «зарастанием» формы.
Оно приводит к браку отливок. Для получения качественной отливки необходимо
обеспечить равновесие системы форма–модель–металл. Это возможно сделать, зная
закономерности изменения напряженности магнитного поля на границе раздела
модель–форма, зависящие от напряженности и конфигурации магнитного поля и
от геометрических параметров модели. Методы определения напряженности
магнитного поля представляют собой сложную задачу. Подробно они рассмотрены
в инженерной монографии И.А. Степанова.
Для предотвращения брака отливок, вызванного «зарастанием» полости
формы, следует стремиться придать модели в форме такое положение, при котором
вероятность «зарастания» уменьшается и достигается достаточная прочность формы
при минимальной индукции постоянного магнитного поля. Первое из этих условий
удовлетворяется при расположении модели в форме большим размером вдоль
направления магнитного поля (рис. 8.1). Расположение модели по схеме рис. 9.1,
б
,
г
нежелательно. Второе условие следует учитывать при формовке моделей с
полостями, например, модели гильзы, которую располагают в форме таким образом,
чтобы ось полости была параллельна направлению магнитного поля (рис. 8.1,
а
,
б
). В
этом случае возможные плоскости сдвига, например
АВ
и
СD
, ориентированы
перпендикулярно направлению магнитного поля. При таком положении плоскостей
сдвига достигается максимальная величина магнитной связности и, следовательно,
болван из ферромагнитного формовочного материала может иметь достаточную
прочность при более низких значениях индукции магнитного поля в отличие от
ориентации модели по схеме, показанной на рис. 8.1,
г.
