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: 117

Скачиваний: 1

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

шенная полоса через 7 сек после начала нагрева стала выпучи­ ваться. (Естественно, что слой со стороны подвода тепла резко расширяется, а нижние слои сжимаются.) Когда вся полоса прогрелась до температуры превращения а-кварца в (і-кварц, она стала снова ровной. При дальнейшем нагреве уже не наблю­ дается никаких изменений формы полосы.

На окрашенную полосу мгновенный нагрев влияет иначе. Эта полоса сначала на очень короткое время выпучивается, а затем становится вогнутой. Пока смесь еще сравнительно холодная, слой краски несколько расши-

Рис. 171.

Пробы для испытания сме

Рис. 172. Схема опыта при обливании

сей

при быстром нагреве

металлом полукруглой пробы

щения а-кварца в Р-кварц.его расширение оказывается'значительно больше расширения краски. Благодаря этому окрашенная полоса становится заметно вогнутой. Следовательно, слой краски в не­ которой степени влияет на теплопередачу и может замедлить рас­ ширение смеси, если не произойдет разрушения слоя краски. В зависимости от прочностных и пластических характеристик степень влияния краски будет различной. При данной прочности собственно краски прочность слоя краски не будет пропорцио­ нальна толщине слоя. Для данных условий опыта минимальное время разрушения слоя краски соответствует толщине его 0,7 мм.

Некоторые исследователи считают, что главными причинами отслоения поверхностного слоя формы является газовое давление, возникающее в порах смеси в результате испарения влаги, горе­ ния органических материалов и т. д. Вероятно, все перечисленные

выше причины в той или

иной мере влияют на образование

ужимин.

•

Необходимо отметить, что для выяснения природы образова­ ния ужимин важно знать поведение формовочных смесей при быстром нагреве до высоких температур.

Технологические пробы, приведенные на рис. 171, позволяют оценить интересующее нас свойство формовочных смесей. Пробу А

19 Я . И . М е д в е д е в

28Э

изготовляют

плоской, пробу

В — с

пояском

между

песчаным

образцом и

металлическим

кольцом.

Проба

Б чувствительна

к образованию ужимин, еще

более

чувствительна

проба В.

Пробы уплотняют до нужной твердости, которую

контролируют

твердомером, высушивают

при

температуре, оптимальной для

данной смеси, и после

охлаждения помещают

в муфельную

печь, предварительно нагретую

до 1400° С.

 

Критерием оценки склонности смеси к образованию ужимин принимают продолжительность выдержки пробы в печи, после которой начинается отслоение поверхностных слоев проб.

Рис. 173. Технологическая проба для определения склонности смеси к образованию ужимин

Для выяснения поведения смеси при контакте с жидким ме­ таллом использовали полукруглую пробу (рис. 172), на которую выливали определенную порцию жидкого чугуна (1400° С). Со сфе­ рической части пробы металл полностью скатывается, что дает возможность после опыта визуально оценить состояние поверх­ ности пробы.

Оба метода X. Г. Левелинка (нагрев проб в печи и обливание полукруглой пробы металлом) дают качественно одинаковую

оценку склонности

смеси к образованию ужимин (табл. 42).

В. Н. Разумов

для определения склонности смеси к образо­

ванию ужимин использовал технологическую пробу П-образного

сечения (рис.

173).

 

 

 

Металл,

заливаемый сифоном в одно из ребер

отливки,

подни­

мается

по

нему,

протекает по болвану формы, стекает во

второе

ребро

и затем

в

сливную яму.

 

 

 

Литниковая

система рассчитана так,

чтобы

металл

до за­

крытия сливного

отверстия во втором ребре не

касался

верх­

ней плоскости

над болваном.

 

 

 

По

существу

метод В. Н. Разумова

не отличается от

метода

Левелинка. В обоих случаях формовочная смесь подвергается нагреву, не соприкасаясь с металлом. Однако метод Левелинка более прост, позволяет визуально наблюдать за технологической пробой и фиксировать момент отслаивания поверхностных слоев формы.

Рис. 174. Установка для оп­ ределения момента отслоения поверхностной корки

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 42

 

Время разрушения

поверхностного слоя пробы (в сек)

 

 

 

 

при различных методах испытаний

 

 

 

 

 

 

 

М е т о д и с п ы т а н и я

С о с т а в л я ю щ и е с м е с и

 

В л а ж н о с т ь

Н а г р е в

О б л и в а н и е

 

в %

 

 

 

 

 

В - п р о б ы

п р о б ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис . 171)

м е т а л л о м

Природный

глинистый песок . . . .

5

3

4

 

 

 

 

 

7,3

5

12

Бентонита

2%,

пека

0,5%

. . . .

6,4

7

16

Бентонита

2%,

пека

1%

 

6,5

9

35

Известно много других технологических проб, разных по форме, величине, но сходных по воздействию на испытуемую формовочную смесь.

Г. М. Дубицкий и В. М. Грузман [45] склонность поверх­ ностной корки формы к отслоению характеризовали временем воздействия тепла, излучаемого металлом, по методике, существо которой ясно из рис. 174. Установка состояла из индукционной печи 7 и асбоцементной надставки 2, положение которой над печью регулировалось установочными винтами. На асбоцемент­

ную надставку устанавливали

гильзу

3 внутренним диаметром

150 мм с образцом смеси. Расстояние

от поверхности образца

до зеркала расплавленного

металла со­

 

ставляло 50 мм. По периметру

образца

 

выполняли поясок шириной 20 и глу­

 

биной

2 мм для

повышения

чувстви­

 

тельности

пробы.

 

 

 

 

 

 

 

Гильзу

с

образцом

смеси

устанав­

 

ливали на подставку после нагрева

 

металла

до

заданной

температуры,

 

время

отслоения

фиксировали

секун­

 

домером. Как

правило,

отслоение

по­

 

верхностной

корки

происходило

по

 

всей

поверхности

 

образца;

толщина

 

отслоившейся

корки

составляла

от 4

 

до 16

мм,

в

зависимости

от

состава

 

смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерение температуры смеси термо­ парой, заформованной в образце, по­ казало, что отслоение происходит по

плоскости, в которой идет испарение влаги, причем к моменту отслоения процесс испарения в данной плоскости идет сравни­ тельно длительное время.

19*

291

Все

описанные

выше методы позволяют

оценить склонность

смеси к

образованию

ужимин

по косвенному показателю — вре­

мени отслоения поверхностей

корки, но

не

дают

связи

между

физико-механическими свойствами смеси

и

процессами,

приво­

дящими

к образованию ужимин.

 

 

 

 

Как указывалось

выше, в

результате

одностороннего

нагрева

поверхностный слой формы в большинстве

случаев

расширяется,

вследствие чего

в

этом слое возникают значительные

сжима­

ющие напряжения. Естественно, что расширяющийся слой может выгибаться лишь в сторону полости формы (или в сторону незатвердевшего металла), отрываясь от основной массы смеси по зоне наименьшей прочности (во многих случаях это зона конденсации влаги). Поэтому склонность смеси к образованию ужимин пред­

лагается оценивать количественно в виде отношения

сжимающих

напряжений к прочности в зоне конденсации

 

[202]. Определение

 

 

последней

описано

выше.

 

 

 

Сжимающие

усилия

 

 

предлагается

определять

 

 

на

приборе,

схематически

 

 

изображенном на рис.

175.

 

 

Образец смеси 4 в виде

 

 

диска толщиной 5

мм

за­

 

 

крепляется

в

головке

2.

 

 

При одностороннем нагре­

 

 

ве

образец смеси

выгиба­

 

 

ется

и

начинает

давить

 

 

на

поршень 3; это

усилие

 

 

при помощи штока

5

пе­

 

 

редается в

измерительную

Рис. 175. Прибор для определения сжимаю-

камеру

/

и

на

регист-

ших усилий

 

рирующий

прибор

6, име­

 

1—10 кгс/см2.

ющий

шкалу

7 с предела­

ми изменения давления

Очевидно,

что чем меньше

сжимающие усилия, тем

меньше опасность

образования ужимин;

при данном сжимающем усилии уменьшить вероятность образования ужимин можно увеличением прочности в зоне конденсации влаги.

Ранее указывалось, что, помимо расширения (или сжатия) поверхностного слоя причиной образования ужимин может быть га­

зовое давление, создающееся в результате испарения влаги,

сгора­

ния органических добавок и т. д. под поверхностным

слоем

форм. С учетом этого X. Левел инком предложен способ испытания

материалов, заключающийся в создании под

поверхностным

слоем газового давления одновременно с быстрым нагревом

смеси.

Наиболее целесообразно применять этот метод для

случая

окра­

шиваемой смеси. Характеристикой данного материала служит время начала отслаивания покрытия при некотором заданном газовом давлении. Таким образом, испытание позволяет опре-

Смотрите также файлы