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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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-