Техника - молодёжи 1974-03, страница 13

способов есть недостатки: в первом случае неизбежно охлаждение расплава при его заливке в промежуточную камеру сжатия, во втором расплав насыщается газами и т. д. Нет, куда удобнее нагнетать металл бегущим магнитным полем, как предложил советский изобретатель Л. Верте. Такая установка для литья чугуна, рассчитанная на давление 10—20 атм., спроектирована на эстонском заводе «Ильмарине».

Для получения пустотелых отливок в полость формы укладывают вставки — стержни. Чтобы обойтись без стержней, удорожающих оснастку, специалисты предложили так называемое «литье с выплеском»: сразу же после заливки кокиль опрокидывают, и незатвердевшнй расплав выливается обратно, оставляя на стенках тонкую корочку. Достичь какой-то стабильности при таком способе трудно, поскольку колеблется температура кокиля н самого расплава, да и регулировать скорость опрокидывания тяжелой формы с металлом непросто. Опять же намного выгоднее использовать «электромагнитный

выплеск», то есть заполнять форму с помощью индукционного насоса и им же выкачивать незатвердевшнй расплав, изменив направление магнитного поля на противоположное. Делать это в отличие от опрокидывания кокиля можно мгновенно, что позволяет получать изделия с минимальной толщиной стенки. Важно и то, что

Посмотрите иа вкладку журнала. Вверху приведены схемы некоторых способов электромагнитного литья. Слева (I) — дозирующее устройство для непрерывной разливки металла с перемещением точки падения струи на зеркало слитка (расплав из промежуточного ковша закачивается индукционным насосом в кристаллизатор. Застывший слитои вытягивают валки). Справа (III) — бесстержневое литье полых изделий (процесс поиазан поэтапно: 1 — иидуиционный насос заначивает расплав в кокиль, 2 — незатвердевшнй металл отсасывается обратно в печь, 3 — кокиль открывается, и из него выталкивается отливка; выход расплава из печи перекрыт электромагнитным «затвором»). В центре (II) схематичесни показано, как электромагнитное поле определенной конфигурации формует отливку

Внизу на фотографиях запечатлены экспонаты выставки «Интер-литмаш-73». Слева — заливочная устаиовна МДН-6, разработанная Киевским институтом проблем литья. На двух остальных снимиах — отдельные узлы уста-новии западногерманской фирмы «Браун Бовери» (в центре — расплав готовят к заливке в «магнитную» форму, справа — литейщик наблюдает за ходом плавки в миниатюрной электропечи).

Фото А. Кулешова

излишки расплава при магнитном выплеске не превращаются в металлолом, а отсасываются обратно в печь.

Изготовление крупных отливок ажурной формы всегда было испытанием мастерства и терпения литейщиков. Особенно трудно достается им при работе со сплавами, не обладающими достаточной жндкотекучестью. Они неохотно заполняют форму, неточно воспроизводят ее внутреннюю конфигурацию, не достигая периферийных участков. Даже литье под давлением помогает здесь мало — приложенное извне давление быстро затухает с расстоянием. Единственный выход — воспользоваться бегущим магнитным полем, которое станет гнать расплав от литника в глубь формы. Расчеты показывают, что создаваемые таким образом силы будут в 100—200 раз превышать силу тяжести и смогут продавить расплав хоть через игольное ушко.

Если металл засорен примесями, из него не получишь качественную отливку. Обычно в таких случаях расплав центрифугируют нли дают ему отстояться. Но эти способы достигают цели лишь при существенной разнице в плотности разделяемых фаз «металл — неметаллические включения», что встречается далеко не всегда. Например, применяемые при выплавке магниевых сплавов флюсы почти не отличаются по плотности от жидкого магния. Зато их электромагнитные характеристики разнятся на несколько порядков, давая возможность построить высокоэффективные индукционные сепараторы.

Подлежащий очистке металл вместе со шлаком заливается в наклонный, футерованный огнеупорами желоб с обмоткой. В его нижней части сделан приемный ковш с боковым отводом. Через этот отвод и выливается шлак, тогда как расплав увлекается бегущим электромагнитным полем по желобу вверх. На описанном принципе в Гипромезе уже разработана установка для очистки чугуна производительностью 200—300 т в час.

Электромагнитные силы позволяют получать металлы вообще без загрязнений. Речь идет о плавке во взвешенном состоянии, когда металл удерживается на весу в поле высокочастотного индуктора и может подогреваться до необходимой температуры, ни с чем ие соприкасаясь. В лаборатории высокочастотной электротермии Ленинградского физико-тех~ нического института имени

А. Ф. Иоффе так изготавливают сверхчистые шарики — образцы для металловедческих исследований.

В принципе же, создавая электромагнитные поля нужных конфигураций, можно отливать в бесплотных «формах» любые изделия. В частности, в поле индуктора из четырех параллельных проводников советскому ис

следователю А. Найденову удалось отлить алюминиевый профиль крёсто-образного сечения, который на весу же охладили водой.

Электромагнитные поля уже с успехом используются для формообразования отливок и в промышленности. Так, на Куйбышевском металлургическом заводе с их помощью ведут непрерывную разливку алюминиевых сплавов.

...На первый взгляд раскаленная матово-белая болванка, выходящая из кристаллизатора, кажется гладкой. Но, присмотревшись, вы различите на ее поверхности узловатые морщины. Это следы трения слитка о стенки кристаллизатора. Внешним дефектам соответствуют внутренние структурные несовершенства, снижающие прочность металла.

Прокатывать слиток в таком виде нельзя: сначала его необходимо ободрать. При этом в Стружку уходят 5—7% металла. Я уже ие говорю о затратах на саму механическую обработку. Но что поделаешь! Не подавать же смазку на раскаленный металл!

— Именно подавать, — предложила группа куйбышевских изобретателей во главе с 3. Гецелевым, — но не простую, а магнитную.

Источником «магнитной смазки» служит высокочастотный индуктор. Возникающие от действия его поля силы направлены перпендикулярно к поверхности твердеющего слнтка. Они сдавливают металл со всех сторон и отжимают его от стенок кристаллизатора. Мало того, что при этом устраняется трение и сопутствующие ему неприятности — на одной и той же установке можно, регулируя поле, придавать слиткам с«мую разнообразную форму: круглую, овальную, прямоугольную и т. д. Слитки получаются гладкими, с мелкой структурой. Онн не нуждаются в обдирке, а прокатывать и прессовать их можно втрое быстрее, не опасаясь растрескивания.

«Магнитная смазка* буквально революционизировала производство алюминия. Недаром на нее было получено 35 патентов в Японии. США, Англии, Австралии, Швеции, Канаде и других странах. А ведущая американская компания «Кайзер алюмини-ум_я энд кемнкал Корпорэйшн» купила советскую лицензию на магнитный кристаллизатор.

За эту работу куйбышевские изобретатели были удостоены в 1973 году Государственной премии.

Как внднте, уже сегодня электромагнитные полг* значительно облегчают труд литейщиков. А в будущем они помогут превратить литейные предприятия в настоящие заводы-автоматы.