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

выбраны так, чтобы в период заливки пробы углеродистой сталью при температуре 1550—1580° С максимальные температуры в цен­ тре четырех стержней составляли 520—550, 750—800, 950—1000 и 1150—1200° С. Эти температуры являются наиболее характер­ ными для жидкостекольных смесей (при них достигаются экстре­ мальные значения работы выбивки). Для иных смесей характер­ ными будут иные температуры.

Так, при определении выбиваемости песчано-глинистых смесей характерными температурами будут, по-видимому, температуры удаления влаги из глины; разложения каолина, из которого в ос­

650

Рис. 160. Схема плиты со стержнями разного диаметра

новном состоит глина; шамотизации глины и модификационных превращений кварца. При заливке технологической пробы не

Стержни выбиваются после полного остывания плиты перенос­ ным приспособлением таким же, как и приспособление для испы­ тания образцов.

Приспособление жестко крепят на опытной отливке с помощью двух пластин, стягиваемых накидными болтами. В пластинах имеются отверстия для входа и выхода бойка, выполненного заодно с вертикальным штоком.

Трудоемкость выбивки также оценивается работой, необхо­ димой для сквозной пробивки центра стержня, Оба метода пока­ зывают совершенно одинаковый характер изменения выбиваемо­ сти в зависимости от различных факторов.

Параллельное испытание смесей на образцах и на техноло­ гических пробах позволяет изучить отдельные влияния всех факторов на выбиваемость. Единый критерий выбиваемости позво­ ляет количественно сопоставлять результаты испытаний.

Методика, аналогичная методике ЦНИИТМАШа, использо­ валась также авторами работы [129]. Выбиваемость стержней

изучали на технологической пробе, состоящей из втулок разного диаметра и высотой 300 мм. Диаметры стержней и толщины стенок цилиндрических втулок выбирали так, чтобы при заливке

копром. Работу выбивки определяли как произведение веса груза копра (29,2 кгс) на высоту его падения (1,2 м) и на число ударов копра.

Выбор той или иной методики изучения выбиваемости смесей должен быть обусловлен конкретными задачами. Если необхо­ димо для одной отливки или небольшой группы сходных отливок выбрать стержневую смесь, наиболее легко удаляющуюся из отливки после охлаждения, то целесообразно использовать тех­ нологическую пробу, аналогичную предложенной В. А. Кога­ ном [61 ]. Такая проба позволяет одновременно испытывать шесть смесей. Выбивку стержней из технологической пробы необходимо производить тем способом (вручную, на встряхивающей решетке или на вибрационной машине), каким выбивается данная группа отливок.

При изучении возможности применения смесей одного состава для различных сплавов или для отливок различной конфигурации и размеров целесообразно пользоваться технологической пробой, приведенной на рис. 156. Эта проба позволяет изучать влияние условий прогрева смеси на выбиваемость стержня. К этому же типу относится и проба ЦНИИТМАШа.

При использовании технологических проб производительность опытов ниже, чем при испытании образцов. Однако оценку выби­ ваемости смеси по остаточной прочности образцов можно реко­ мендовать только как ориентировочную, требующую последу­ ющего уточнения на технологических пробах

Комбинированной методикой ЦНИИТМАШа целесообразна пользоваться в случаях, когда намечается широкая программа исследований, а также когда необходимо сравнить собственные результаты с ранее опубликованными и выполненными по этой методике.

Таким образом, описанные методы оценки выбиваемости не исключают друг друга, каждый из этих методов имеет свою рацио­ нальную область применения.

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ

Формула (14) для определения изменения газопроницаемости смеси после заливки формы учитывает только нагрев смеси от •металла. В реальной форме температура системы смесь—газ изменяется также в результате теплообмена между фильтру­ ющимся газом и смесью; кроме того, на изменение газопроницае­ мости влияют следующие факторы:

1) изменение структуры поверхностных слоев смеси в резуль­ тате термического разложения газотворных веществ; вероятно газопроницаемость смеси при этом увеличивается;

2) конденсация водяных паров и других газов в холодных частях форм и стержней с образованием переувлажненной зоны с пониженной газопроницаемостью.

Расчета с учетом этих факторов в настоящее время нет, что повышает значение экспериментальных исследований.

При определении газопроницаемости смеси в случае нагрева ее до высокой температуры или фильтрации через нее нагретого газа вследствие малой теплоемкости газа и интенсивного тепло­ обмена в порах исследуемого образца обычно принимают, что средняя температура газа незначительно отличается от средней температуры смеси [130, 132].

На рис. 161 приведена схема установки для определения газопроницаемости нагретой смеси при пропускании через нее нагретого газа. Стандартный образец заформовывают в кварцевой трубке, соединяющейся с манометром и полостью под колоколом

замеряется термопарой. Воздух из-под колокола поступает в квар­ цевую трубку, где он подогревается и проходит через исследуемый образец. Газопроницаемость образца определяют по формуле (7).

на установке, приведенной на рис. 107. В этой установке, кроме замера давления перед сопротивлением, необходимо предусмо­ треть замер объема газа, проходящего через сопротивление 5.

к в а р ц е в а я т р у б к а ; 3 — стандартный о б р а з е ц ; 4 — п р о б к а ; б — п р и б о р д л я о п р е д е л е н и я газо ­ п р о н и ц а е м о с т и ; 6 — т е р ­

мопара

Источником газообразования является стержень (может быть пустотелым). Интенсивность газовыделения регулируют разме­

пература которого замеряется тремя термопарами: в верхней части, куда поступают горячие газы; в центре и в нижней части, откуда выходят газы. Для каждого момента времени находят среднюю температуру смеси.