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

статическое давление на форму создавалось с помощью давления азота в прибыли отливки. Противопригарные свойства смесей изу­ чали на боковых гранях отливки, причем каждую грань разделяли вертикальным ребром на две части. Подвод металла осуществ­ ляли сифоном в центр нижней грани.

Таким образом, на одной отливке в одинаковых условиях испытывали восемь различных составов смесей. При проведении

вырезали образцы, из которых делали шлифы. На шлифах изме­ ряли глубину проникновения металла и снимали профилограммы изучаемой поверхности.

Заслуживает также внимания технологическая проба Фурсунда [179]. Проба представляет собой вертикальный цилиндр диаметром 250 мм и высотой 750—1000 мм (рис. 122). В стенки

струя металла не задевала стержней. После извлечения пробу разрезали и определяли степень проникновения металла в иссле­ дуемые стержни. Таким образом, удалось исследовать процесс образования пригара одновременно на нескольких группах стерж­ ней при переменном металлостатическом давлении, но при одной и той же температуре металла и одинаковом его составе.

Для изучения температурных условий и скорости проникнове­ ния металла в смесь использовали схему, приведенную на рис. 123. В схему включали батарею и измерительный прибор для реги­ страции температур. Термопару устанавливали в испытуемый стержень на некотором расстоянии от поверхности. Термопара являлась одним из контактов цепи, второй контакт отдельно укрепляли в форме.

До начала заливки электрическая цепь разомкнута. По мере заполнения формы воздушный зазор между контактами сокра­ щается, и цепь замыкается через жидкий металл, когда последний соприкоснется со стержнем. Однако величина тока в этот момент еще очень мала, так как слой песка между термопарой и жидким металлом имеет чрезвычайно высокое сопротивление. По мере прогрева стержня (что непрерывно фиксирует термопара) сопро­ тивление смеси уменьшается. Перед началом проникновения

в момент касания металлом спая термопары или при протекании металла в непосредственной близости от спая, называется темпе­

никшим металлом необходимо разомкнуть цепь. Время с момента окончания заливки до момента проникновения металла до спая термопары называется временем проникновения.

для данного сплава. При увеличении металлостатического давле­

статического давления до 900 мм проникновение металла наблю­ дается при температуре смеси около 1420° С. При этом одновре­ менно уменьшается продолжительность проникновения. Не­

смотря на отмеченную ранее большую скорость проник­ новения (до 75 ммісек), по данным работы [179] продол­ жительность проникновения зависит от металлостатиче­ ского давления и составляет 2—26 мин. По-видимому,

здесь и проявляется ступенчатый характер проникновения металла, о котором было сказано выше. При повышении металло­ статического давления температура каждой ступени понижается, а следовательно, увеличивается глубина проникновения металла.

На рис. 124 приведена цилиндрическая проба, известная как проба Гертсмана. Четыре образца испытуемой смеси укрепляют в дне формы. Высоту отливки (металлостатическое давление) изменяют за счет увеличения или уменьшения высоты узкого выпора; при этом практически не изменяется общий объем ме­ талла, а следовательно, остается постоянным время заполнения формы. Последнее имеет немалое значение, так как позволяет в разных опытах получать одинаковые тепловые условия для испытуемых образцов. Если бы время заливки сильно изменялось, то и прогрев нижней части формы был бы различным, что суще­ ственно повлияло бы на условия проникновения металла в поры

смеси. Оценка противопригарных свойств смеси производится по глубине проникновения металла после разрезки пробы (рис. 124).

Другой метод исследования, описанный Аттертоном, заклю­ чается в том, что несколько стержней из испытуемой смеси нани­

Как было показано выше, проникновение металла может начаться только при определенном минимальном металлостатическом давлении — «критическом» давлении. Например, для про­ никновения жидкой стали в песчано-бентонитовую смесь необ­ ходимое минимальное давление составляет 500 мм высоты столба металла, т. е. около 0,36 кгс/см2 [179]. Критическое давление, необходимое для проникновения чугуна, значительно ниже [159]. Это нужно учитывать при выборе длины прутка, проводя опыты по указанному методу. При недостаточной длине прутка или

случае шлак может закупорить поры погруженных образцов, что сильно исказит полученные результаты.

Известно применение и других технологических проб. Однако не все они могут быть пригодными для изучения условий образо­ вания пригара. Так, в пробе, предложенной Д. И. Лоськовым и Г. Л. Хазаном [81 ], не были созданы условия для образования пригара. Вследствие небольших размеров пробы металл, зали­ ваемый при нормальных температурах, затвердевал, не успевая проникать в поры смеси. Для устранения этого недостатка авторы пробы вынуждены были производить заливку жидкого металла при температурах, которые в практике не встречаются. Повыше­ ние температуры вызывает изменение некоторых свойств металла (вязкости, поверхностного натяжения), что несомненно сказы­ вается на условиях проникновения металла и образования меха­ нического пригара.

Следовательно, если применять небольшую по весу пробу, то для создания условий, необходимых для проникновения ме­ талла в поры форм, нужно искусственно повышать температуру заливки металла или уменьшать охлаждающую способность формовочной смеси. При использовании же тяжелых технологи­ ческих проб неоправданно велик расход жидкого металла. Кроме того, при любой технологической пробе металлостатическое давле­ ние увеличивается постепенно. За это время успевают произойти реакции химического взаимодействия окислов металла с окислами

временно. Наличие на поверхности проникающего в поры формы металла окислов или химических соединений последних с фор­ мовочными материалами существенно влияет на скорость и глу-