Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf

Давление в камере перед образцом измеряется манометром 6. Под давлением воздуха образец смеси прогибается, что воспри­ нимается индуктивным датчиком 3 и записывается потенциомет­ ром 2. По данным В. М. Грузмана и И. Д. Черкасова -на рис. 58, б построен график деформации песчано-глинистой смеси, содержа­ щей 5% воды; образец смеси толщиной 12 мм уплотняли при дав­ лении 22 кгс/см2 и испытывали при избыточном давлении воздуха под образцом 100—250 мм вод. ст. На кривой деформация—время можно отметить четыре участка: мгновенной деформации АВ, неустановившейся ползучести ВС, установившейся ползучести CD и прогрессирующего течения смеси DE, заканчивающегося разру­

шением образца.

Установлено, что предельная деформация образца в момент появления трещины не зависит от нагрузки. Обработка результа­ тов исследований по известным методам позволяет получить соот­ ветствующие характеристики установившейся ползучести смеси, необходимые для расчета деформаций в литейной форме.

На основе испытаний смесей на ползучесть можно оценить спо­ собность форм и стержней к деформациям под действием собствен­ ного веса (оседание стержней, подутие форм и т. п.), естественно при введении соответствующей поправки на геометрические раз­ меры. При определении ползучести основным фактором является нагрузка на образец смеси, которая в приборе Грузмана—Чер­ касова создается давлением воздуха, а в реальных формах и стерж­ нях — давлением столба смеси.

ПОРИСТОСТЬ И ЗЕРНОВОЕ СТРОЕНИЕ

Одним из важных технологических свойств формовочных и стержневых смесей является их пористость. Пористость опреде­ ляет проницаемость смесей для жидкостей (в том числе, для жидких металлов) и газов, механическую прочность, адсорбционную спо­ собность и другие свойства смесей.

Оценка пористости сводится к определению характера и раз­ меров пор. Поры могут различаться формой, взаимным расположе­ нием и распределением в общей массе тела, а также наличием или

Литейные формы и стержни представляют собой пористые тела из более или менее округленных зерен песка.

Если представить, что зерна песка имеют форму шара и оди­ наковы по размерам, то независимо от размера шаров наибольшая пористость будет при кубической укладке зерен 47,5%; в случае призматической укладки —39,6% и пирамидальной — 25,5%. Следовательно, пористость смеси резко изменяется в зависимости от укладки зерен. Пористость смеси, состоящей из шаровых зерен одинакового диаметра, можно выразить формулой

В ЦНЙИТМАШе в течение многих лет с успехом используют простой, быстрый и достаточно точный метод, предложенный И. В. Валисовским.

Образец смеси (рис. 59) произвольных формы и размера на тонкой нити опускают в мерный сосуд, в котором начальный объем жидкости (денатурированного спирта) составлял V 0 . Выдержав образец в жидкости в течение времени, необходимого для запол­ нения пор (обычно 10—15 сек), отмечают объем V^. Затем быстро, но плавно образец с жидкостью, заполнившей поры, удаляют из сосуда. Очевидно, что разность Уг — V0 представляет собой объем

Рис. 59. Схема метода определения пористости образцов

твердых частиц образца, разность Vx — V2 — общий объем образца (поры и твердые частицы), а разность V0 — V2 — объем только пор. Тогда пористость можно вычислить из простого соот­ ношения:

Конечно, этот метод пригоден для смесей с открытыми и доста­ точно мелкими порами, из которых жидкость не вытекает под действием сил тяжести.

Во многих случаях практики представляет интерес определе­ ние объема не только открытых пор, но и закрытых. Известно много конструкций приборов, позволяющих определять общую пористость образцов материалов.

На рис. 60 приведен прибор конструкции Л. В. Яковлева [168] для измерения объема и пористости сухих образцов смеси. Дей­ ствие прибора основано на вытеснении жидкости образцом смеси произвольной формы и объемом до 70 см3. Объем вытесняемой

жидкости определяется по объемам калиброванных измерительных тел. Образцы перед измерением объема и пористости взвешивают и опускают в расплавленный парафин для создания водозащитной

275

А-А

Рис. 60. Прибор для определения объемного веса и общей пористо­ сти материалов

оболочки; затем образцы с парафиновой оболочкой вновь взвеши­ вают, чтобы можно было учесть объем парафина. Прибор имеет электронную систему сигнализации уровня жидкости, что обеспе­ чивает высокую точность измерений (до 1%).