Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 131
Скачиваний: 1
Известны также некоторые другие методы испытаний механи ческих свойств смесей, например испытание смесей на продавливание [118]. Однако эти методы не находят широкого применения на практике.
ПОВЕРХНОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ СМЕСЕЙ
При обычных испытаниях формовочных смесей определяют общую прочность, т. е. какую-то среднюю величину по всему сечению образца. Внутри своего объема формовочные смеси обла дают определенной средней прочностью, так как каждое зерно смеси равномерно со всех сторон связано с окружающими подоб ными же частицами пленкой связующего. Зерна, находящиеся на поверхности формы или стержня, контактируют только со
стороны внутренней части и поэтому обладают прочностью, несколько меньшей, чем об
щая прочность смеси.
Наибольшее |
|
влияние |
|
|
|
|
|||
на качество |
отливки ока |
|
|
|
|
||||
зывает |
именно |
поверхно |
|
|
|
|
|||
стная |
прочность, |
так как |
|
|
|
|
|||
динамическое |
воздействие |
|
|
|
|
||||
струи |
металла |
восприни |
|
|
|
|
|||
мается |
в |
первую |
очередь |
|
|
|
|
||
поверхностными |
слоями |
|
|
|
|
||||
формы и стержней. К сожа |
Рис. |
36. |
Прибор 056 |
для определения осы |
|||||
лению, |
в настоящее время |
|
|
паемости смесей |
|||||
нет методов |
непосредствен |
|
|
|
|
||||
ного определения |
поверхностной |
прочности, |
и последнюю харак |
||||||
теризуют |
величиной «осыпаемости», |
|
» |
Согласно ГОСТу 2189—62 осыпаемость характеризуется вели чиной потери веса поверхностного слоя образца в единицу времени при трении его о стенки сетчатого барабана, вращающегося со скоростью 60 об/мин. Для испытания используют стандартный цилиндрический образец диаметром и высотой 50 мм и прибор типа 056 Усманского завода (рис. 36) с барабаном диаметром 110 мм. Стенки барабана изготовляют из сетки № 6 с толщиной прово локи 0,9 мм. Взвешенный образец укладывают цилиндрической поверхностью посередине барабана; при этом необходимо следить, чтобы торцы образца не упирались в торцы барабана. Время испы тания 1 мин. После остановки барабана повторным взвешиванием определяют потерю веса образца. Количественно величину осы паемости выражают относительной потерей веса в процентах.
При определении осыпаемости по методу Ролла стандартные цилиндрические образцы устанавливают горизонтально в зажимах прибора и с помощью электродвигателя приводят во вращение с определенной скоростью. С высоты 250 мм из бункера емкостью
5 |
Я . И . М е д в е д е в |
65 |
1500 г на поверхность образца падает стальная дробь. Испытуе мый стержень взвешивают до и после этой операции и разницей весов характеризуют осыпаемость.
ТВЕРДОСТЬ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
Согласно определению П. П. Берга, твердость есть величина, характеризующая сопротивление поверхности проникновению в нее постороннего тела. Эту величину нельзя отождествлять с поверх ностной прочностью. Непосредственного влияния на качество отливки твердость форм и стержней, по-видимому, не оказывает, однако она может являться косвенной характеристикой прочих
Рис. 37. Прибор |
071 для |
Рис. 38. Прибор 073 для определе |
определения |
твердости |
ния твердости высушенных форм и |
сырых форм и стержней |
стержней |
свойств смеси. Простота метода определения твердости, а главное, возможность контроля свойств смеси непосредственно в форме способствовали широкому распространению этого метода испыта
ния. |
|
|
|
|
|
Твердость сырых образцов |
(стандартных |
цилиндрических) |
|
и |
форм |
характеризуется сопротивлением смеси |
при погружении |
|
в |
нее |
шарикового наконечника |
твердомера типа 071 (рис. 37) |
на глубину 0—5 мм под нагрузкой 0,2—1,0 кгс. Твердомер при
жимают |
к поверхности |
образца или формы до |
тех |
пор, пока ее |
||
не |
коснется вся опорная плоскость прибора. |
При |
погружении |
|||
в |
форму |
наконечника |
прибора стрелка |
отклоняется. Полному |
||
обороту стрелки соответствуют 100 делений |
шкалы прибора. Наи |
большее погружение наконечника 5 мм, следовательно, одно деление твердомера соответствует 0,05 мм. Полное погружение
66
наконечника |
происходит при приложении |
усилия |
1 кгс, при этом |
|||||||||||||||
стрелка |
совершает полный |
оборот. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Встречающиеся на практике значения твердости форм колеб |
||||||||||||||||||
лются в широких |
пределах: для чугунного литья |
60—70 единиц, |
||||||||||||||||
для стального литья |
70—90 единиц. Пре |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
делы колебаний |
твердости |
для стержней |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
более широкие и достигают 20-—90 единиц. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Твердость сухих |
форм |
контролируют |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
твердомером типа 073 Усманского завода |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
(рис. 38). Твердость |
сухого образца или |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
формы |
характеризуется |
сопротивлением |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
при погружении в него ножевого |
наконеч |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ника на глубину 0—2,5 мм под нагрузкой |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1,1—2,0 кгс. В качестве |
образца |
исполь |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
зуют |
стандартный |
образец-восьмерку. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Твердомер |
устанавливают |
опорной |
пло |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
скостью |
на поверхность |
образца-восьмер |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ки, обращенную |
при изготовлении |
его к |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
основанию стержневого ящика, так, чтобы |
Рис. |
39. Схема |
определе |
|||||||||||||||
нож находился слева от |
края |
образца. |
ния |
твердости сухих форм |
||||||||||||||
Затем твердомер |
равномерно |
перемещают |
|
|
по |
Фишеру: |
|
|||||||||||
/ — о п о р н а я п л о щ а д к а ф р е |
||||||||||||||||||
слева направо вдоль образца; опорная пло |
||||||||||||||||||
зы; 2 — и з м е р и т е л ь н а я |
с п и |
|||||||||||||||||
скость |
прибора |
во |
время |
перемещения |
раль; |
3 |
— поворотная |
р у к о |
||||||||||
должна |
быть плотно |
прижата |
к |
поверх |
ятка; |
4 — ф и к с и р у ю щ а я го |
||||||||||||
|
|
|
|
ловка |
|
|
||||||||||||
ности образца. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При определении твердости сухих стержней и форм твердомер |
||||||||||||||||||
прижимают |
к поверхности |
стержня |
или формы до соприкоснове |
|||||||||||||||
ния опорной плоскости |
твердомера |
с |
испытуемой |
поверхностью |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
затем |
прибор |
равномерно |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перемещают на расстояние не |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
менее |
75 мм. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения |
твердо |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти форм и стержней по методу |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фишера |
используют |
прибор |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. |
39), |
представляющий |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
собой |
фрезу, |
которая |
при |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вращении под действием |
пру |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жины |
врезается |
в стержень |
|||||||
' У У У У У У У У У У У У У У У У У У У У У У У У |
|
или форму. Глубина |
проник |
|||||||||||||||
|
новения |
фрезы |
определяет |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Рис. 40. Прибор для определения твер |
твердость |
или сопротивление |
||||||||||||||||
|
|
дости |
форм |
|
|
|
|
на |
истирание |
|
высушенных |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
форм |
и стержней. |
|
|
||||||
В работе |
[166] описано |
определение твердости образцов при |
||||||||||||||||
помощи |
прибора, |
приведенного |
на |
рис. 40. |
На |
верхней части |
||||||||||||
стойки |
7, установленной |
на подставке |
2, |
смонтирована |
призма, |
на которой располагаются коромысла 8. Твердомер 5 переме щается в направляющей 4, прикрепленной к подставке 2. Твер-
5* |
67 |
дость определяют по индикатору б с точностью 0,01 мм. Уплот ненный образец устанавливают вместе с гильзой на подставку 1 так, чтобы вершина конуса или поверхность шара твердомера соприкасались с поверхностью образца.
После уравновешивания весов 3 на правую чашу ставят до полнительный груз Р, усилие от которого Р1 передается на твер домер через систему рычагов с соотношением плеч 1 : 2,5. Вес груза изменяют от 125 до 8500 г. В работе [166] рекомендуют ис пользовать твердомеры с коническим наконечником с углом при
Рис. 41. Схема испытания красок на твердость
вершине 120° и диаметром цилиндрической части 8 мм, как более чувствительные и точные, нежели твердомеры с шаровым нако нечником.
Особую задачу представляет собой определение твердости противопригарных покрытий. Как правило, толщина слоя вы сохшей формовочной краски не превышает 1 мм. Поэтому нельзя применять какие-либо твердомеры, наконечники которых по гружаются на значительно большую величину.
Авторы работы [97] предлагают для определения твердости покрытий метод царапания. Схема прибора приведена на рис. 41. По горизонтальному рычагу, смонтированному на шарнирной опоре, перемещается груз Р. На конце рычага укреплена игла, включенная в электрическую цепь.
Краску наносят на электропроводную пластинку и высуши вают. При перемещении иглы (царапании) происходит продавливание слоя краски при определенном расстоянии груза от опоры, о чем сигнализирует замыкание цепи. Это расстояние и характе ризует твердость краски.
Г л а в а IV
ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ
ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР
Пластические свойства характеризуют способность смесей принимать необратимые деформации при приложении определен ных внешних нагрузок, благодаря которым формам и стержням сообщается требуемая конфигурация — негативное отображение соответствующей оснастки.
Ниже описываются пластические свойства смесей, уплотняе мых классическими методами — трамбованием, встряхиванием, прессованием. Существуют определенные «рабочие» интервалы пластических свойств, за пределами которых смеси становятся непригодными для изготовления обычных форм указанными ме тодами уплотнения. В одном случае смеси теряют способность воспроизводить точный отпечаток модели (высохшая смесь, сухой песок и т. п.), а в другом— сохранять отпечаток модели (разве денная глина).
При изготовлении форм и стержней из смесей, пластические свойства которых выходят за пределы указанного рабочего интер вала, необходимо применять специальные технологические при емы (приспособления): драйеры, отверждение смесей непосред ственно на моделях и в стержневых ящиках, пластификацию смеси в процессе изготовления формы и т. п.
В большинстве случаев пластические свойства смесей опреде ляются наличием в них глины и воды, а также некоторых других добавок, связующих и специальных. В настоящее время еще не установлено единообразия в определении понятия «пластические свойства формовочных смесей», что можно объяснить структурной сложностью смеси, разнообразием требований к пластическим свойствам, отсутствием общей теории уплотнения и недостаточным объемом проводимых исследований.
Формовочная смесь представляет собой сложный конгломерат частиц (песчинок), поверхность которых покрыта тонкими плен ками связующих, воды и пылевидных твердых частиц. Проме-