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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 154

Скачиваний: 1

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

Для предупреждения разрушения тонкостенного образца смеси, последний заформовывают в специальное кольцо с поддерживаю­ щей сеткой. Допускается заливка образцов смеси без верхней

Таблица 29

Рекомендуемые диаметры отверстий диафрагмы для определения коэффициента а различных смесей на установке,

приведенной на рис. 96

С м е си

а

в см[сек12

Ди а м е т р

от в е р с т и я

ди а ф р а г м ы

в мм

Прокаленные

До

0,5

0,5—1,0

Низкогазотворные высушенные стержневые,

со­

 

 

держащие не более 4% связующих и газотвор-

2,5

1,0-2,5

 

»

Хорошо просушенные стержневые и формовочные,

 

 

содержащие до 8% различных газотворных ве-

5

2,0—3,5

 

»

Недостаточно просушенные формовочные и стерж­

 

3,0—5

невые смеси

»

8

Формовочные сырые смеси влажностью

»

15

4,5—6,0

до 4%

свыше 4%

Свыше 15

5,5—7,0

полуформы, что уменьшает трудоемкость проведения опытов Для принятых условий проведения опытов коэффициент а опре

деляется

 

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а — •

 

 

 

 

 

 

 

 

(83)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Р — коэффициент,

учитывающий

температуру

газа.

 

 

 

Опыты показали, что газ при прохождении через диафрагму

изменяет

температуру

от

80

 

до 120° С,

т. е. имеет

среднюю

тем­

пературу

около

 

100° С.

Следо­

У1/смУсек

 

 

 

 

 

вательно,

коэффициент

р

 

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 7 3+ (100

±

20)

 

1,2-f-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = -

 

 

293

 

 

~

1.34-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при средней температуре газа

 

100°С

 

то

 

 

 

 

 

 

 

р

=

1,27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка

(см. рис. 96)

позво­

 

150

 

 

 

 

 

 

 

ляет получать

довольно

стабиль­

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

результаты;

отклонение

заме­

 

по

 

 

 

 

 

 

 

ренных

 

 

скоростей

газообразова­

 

 

 

 

 

 

/

 

ния

от теоретической кривой, рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

с

считанной по формуле (74), не

 

90

 

 

 

 

 

 

 

превышает для сухих смесей

 

± 6 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 98)

и для

влажных

смесей

 

60

 

 

 

 

1

2

С

± 1 0 % .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г~-—'

 

 

Результаты

исследования

раз­

 

зо 0

 

 

 

 

личных

 

материалов

и

смесей при­

 

Ю 15

20

25

J0

J5 сек.

ведены в табл. 30 и на рис. 98 и 99.

Рис. 98. Изменение скорости газо­

Установлено, что

для

стержневых

образования во

времени

в

образ­

(высушенных) смесей

коэффициент

цах

смеси, содержащих

4%

связу­

а

изменяется

в

пределах

2—

 

 

 

ющего:

 

 

 

/

—

м о ч е в и н о - ф о р м а л ь д е г и д н о й

смолы;

 

 

1

2

,

а для формовочных

сме­

6 см/сек

/

2

—

с у л ь ф и т н о - с п и р т о в о й

барды; 3 —

сей,

заливаемых

по-сырому, — в

 

 

 

марки П

 

 

 

пределах

12—21 см/сек}/2.

Из орга­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нических связующих максимальную газотворность имеет

моче-

вино-формальдегидная

смола, а минимальную — связующее

типа

П. В данном случае термодеструкционная

характеристика

(абсо­

лютная

 

газотворность) качественно

совпадает с коэффициентом а.

Из табл. 30 следует, что абсолютная газотворность смеси Г' (определяется по методикам, приведенным на рис. 89 и 91) при­ мерно пропорциональна содержанию связующего. Однако экспе­ риментальные данные, полученные при изучении газовыделения из форм, залитых металлом (по методике, приведенной на рис. 96), показали, что фактическая газотворность смеси растет непропор­ ционально содержанию связующего.

Это непропорциональное по отношению к абсолютной газо­ творности уменьшение коэффициента газовыделения, очевидно, можно объяснить тем, что при повышении в смеси содержания

смолы уменьшается температуропроводность из-за изменения по­ ристости смеси и теплового эффекта газификации и, следовательно, снижается скорость прогрева смеси. Вероятно, различные газотворные вещества неодинаково влияют на изменение коэффи­ циента а. Для практических расчетов можно допустить, что до 3—4% коэффициент а возрастает пропорционально содержанию

связующего в смеси (ошибка 10—15%). а см[сек У? У связующих, повышающих тепло­ 10 1 проводность смеси, можно ожидать об­ ратную зависимость: удельный коэф­ фициент газовыделения а будет расти быстрее, чем абсолютная газотворность

смеси.

10

Рис. 99. Значение коэффициента а при содержании 4% связующего в смесях:

/ —

вода;

2

— м о ч е в и

н о - ф о р м а л ь д е г и д н а я

смола;

3 — КВС; 4

— ф е н о л о - ф о р м а л ь д е г и д -

ная

смола;

5

—- олифа

Оксоль;

6 — ПТ;

 

7 — П;

*

— о п и л к и

древесные; 9 — ж и д к о е

 

 

 

стекло; 10 —

п р о к а л е н н ы е

смеси

на

э т и л с и л и к а т е

Из вышеизложенного следует, что абсолютная газотворность смеси Г', определяемая методом прокаливания навески при высо­ кой температуре, не является надежной и однозначной характери­ стикой формовочных и стержневых смесей. К подобному выводу пришли и другие исследователи. Относительный коэффициент га­ зовыделения а является естественной характеристикой способно­ сти смесей выделять газы. Будучи физически обоснованным, он

Таблица 30

Зависимость удельного относительного коэффициента газообразования смеси ап = а/п от содержания

феноло-формальдегидной смолы п

 

 

З н а ч е н и е

п а р а м е т р о в при

с о д е р ж а н и и

П а р а м е т р ы г а з о т в о р н ы х в е щ е с т в

 

 

с м о л ы в в е с . ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

4

6

8

10

Г'

в см3/см3

7,0

14,2

28,6

42,0

58,0

72,0

а

в см/сек 1*

0,91

1,7

3,04

4,2

5,2

6,1

ап

в смЦсек1*-1 %)

0,91

0,85

0,77

0,70

0,65

0,61

 

 

1

0,93

0,85

0,77

0,72

0,67

может быть непосредственно использован для расчета газового режима формы согласно, например, формуле (6).

Из работ по изучению газовыделения из смесей при заливке металлом следует отметить работы А. А. Рыжикова и А. Ф. Спас­ ского [125; 132]. Газотворная характеристика q в их формуле (24) аналогична по смыслу коэффициенту а. Для определения величины q авторы использовали оригинальный образец смеси, формуемый в керамическом кольце. Газы из смеси отводились в специальный баллон по кварцевой труб­ ке (рис. 100). Кольцо с образцом при испытании погружали в металл; объем выделяющихся газов опре­ деляли по изменению да­ вления в баллоне специаль­ ными датчиками.

Схема установки не ис­ ключает возможности кон­ денсации газов, однако са­ ма проба А. А. Рыжи­ кова и А. Ф. Спасского весьма удобна: она не тре­ бует изготовления специ­ альной формы; при погру­ жении ее в непосредственно индукционную печь уско­ ряется проведение опытов и исключается расход ме­ талла для заливки образ­ ца смеси.

Рис. 100. Установка и проба А. А. Рыжикова и А. Ф. Спасского для изучения процесса газообразования в смеси:

/ — керамическое кольцо; 2 — смесь; 3 — к в а р ­ цевая т р у б к а ; 4 — проба; 5 — датчик д а в л е н и я ; 6 — б а л л о н

Коэффициент а рассчитывается по количеству выделившегося газа по формуле (74) с учетом двойной поверхности контакта об­ разца с металлом.

Вработах И. Б. Куманина, Мын Шуан Фынь, Л. Я. Козлова

идр. [62, 76] образец смеси выполняли в виде стержня, а в каче­ стве характеристики формовочных и стержневых смесей использо­

вали коэффициент

удельного газовыделения

представляющий

отношение

весового

количества

газов G, выделившихся из смеси,

к количеству теплоты Q, воспринятому смесью за определенный

интервал

времени:

 

 

 

 

 

т]) =

г/кал.

 

В табл. 31 приведены значения г]з для выделившихся газов при поглощении стержнем 1 ккал теплоты.

Установлено, что величина удельного газовыделения может служить характеристикой формовочных смесей для оценки влия­ ния этих смесей на образование газовых раковин. Будучи физиче­ ски обоснованной, она является расчетной величиной, входящей

в формулу (25) для определения газового давления в форме. При ее практическом использовании, однако, возникают неудобства,

связанные с необходимостью проведения теплового

расчета,

кото­

 

 

 

Таблица

31

рый

затрудняется

при

отсут-

 

 

 

ствии точных сведении о тепло-

Удельное

газовыделение

 

 

физических

константах

кон­

из

стержневых

смесей на

 

 

кретных формовочных

и стерж­

различных связующих [62, 76]

 

 

 

 

 

 

 

невых смесей.

 

 

 

 

 

 

 

Содержание связующего в вес. %

Удельное газовыделе­ ние г]э в г/ккал

Для

расчетов

 

относитель­

 

 

 

ный

коэффициент

газовыделе­

С в я з у ю щ и е

 

ния

а удобнее,

так

как он

 

 

 

определяется

непосредственно

 

 

 

из опыта

и

не требует знания

 

 

 

 

|

Олифа

Оксоль

 

3

0,34

 

теплофизических. констант.

 

 

Систематический

 

контроль

М

 

 

3

0,325

 

 

Жидкое

стекло

 

6

0,098

 

газотворности одним

из

суще­

Глина

 

 

6

0,159

 

ствующих

 

методов

является

 

 

 

 

 

 

необходимой предпосылкой соз­

 

 

 

 

 

 

дания стабильных по свойствам

смесей. Как показывают

исследования

на заводах,

газотворность

смесей

одного

и

того

же назначения

(формально

 

постоянного

состава) может изменяться в несколько раз [58]. Стабилиза­ ция газотворности в определенных пределах — необходимое меро­ приятие по борьбе с газовыми раковинами.

Смотрите также файлы