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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 118

Скачиваний: 1

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

F — площадь

поперечного сечения образца в см2;

Ар — перепад

давления воздуха перед образцом и за ним

в гс/см2;

т— продолжительность прохождения объема воздуха Q через данный образец в мин.

Приборы, используемые для определения газопроницаемости формовочных смесей, должны обладать герметичностью, возмож­ ностью пропускать соответствующее количество воздуха через образец смеси при соответствующем перепаде давления (10 гс/см2 или 10 см вод. ст.) и возможностью определения давления воз­ духа перед образцом (пе­ репад давления до и после образца).

Схема подобного прибо­

 

 

 

 

ра,

наиболее

 

распростра­

 

 

 

 

ненного в СССР и в других

 

 

 

 

странах, представлена

на

 

 

 

 

рис. 13. Воздух из-под ка­

 

 

 

 

либрованного

колокола

/,

 

 

 

 

плавающего в баке 2 с

 

 

 

 

водою,

через

отверстие

3,

 

 

 

 

трубку

4

колокола,

труб­

 

 

 

 

ку 5 бака и трехходовой

 

 

 

 

кран 6 поступает в по­

 

 

 

 

лость 9

в

металлической

 

 

 

 

гильзе

10

с

исследуемым

Рис.

13. Схема прибора для определения

образцом смеси

11.

В

за­

газопроницаемости

формовочных

и стержне­

висимости

от

давления

 

вых смесей

 

воздуха

под

колоколом

/,

 

 

 

 

газопроницаемости

 

образца смеси и диаметра ниппеля 7 в поло­

сти

9

создается

определенное

давление

воздуха "р,

замеряе­

мое

водяным

 

манометром 15. Манометр сообщается с поло­

стью 9 трубкой 12,

прикрытой колпачком 8.

Емкость 13

является

резервуаром для воды манометра 15. Вода в резервуар нали­ вается через отверстие, которое при эксплуатации прибора должно быть плотно закрыто пробкой 14. Образцы для испытания на газопроницаемость имеют те же размеры, что и образцы для

определения прочности смеси на сжатие, т. е. диаметр 50

± 0,2 мм

и высоту 50 ± 0,8 мм. Их изготовляют в специальной

металли­

ческой гильзе. Испытание на газопроницаемость проводят до определения прочности.

Вес стандартных образцов, изготовленных из различных формовочных и стержневых смесей, зависит от текучести и уплот­ няемое™ последних и составляет 150—185 г. Уплотнение образ­ цов производится на лабораторном копре троекратным ударом груза весом 6,35 кг, падающего с высоты 50 мм. При замере газо­ проницаемости гильзу вместе с уплотненным в ней образцом плотно укрепляют в затворе прибора.



более совершенным является специальный патрон Фишера, кото­ рый начал широко использоваться в СССР.

Патрон Фишера (рис. 14) имеет на внутреннем диаметре резино­ вое уплотнение (цилиндрический мешок). Сухой образец осто­ рожно помещают в патрон и под резиновое уплотнение подают воздух с помощью имеющегося при патроне насоса, что обеспе­ чивает плотное облегание резиной цилиндрической поверхности образца. Затем приспособление устанавливают на затвор прибора и испытание производят обычным образом.

Патрон И. И. Городнева (рис. 15) состоит из цилиндрического двухступенчатого корпуса /, к раструбу которого с внутренней

стороны

последовательно

на­

 

 

клеивают микропористую ре­

 

 

зиновую

втулку

6,

четыре

 

 

сегмента

 

2 и микропористую

 

 

втулку

7.

Сегменты 2, явля­

 

 

ющиеся металлическими про­

 

 

кладками

между

двумя

эла­

 

 

стичными резиновыми втулка­

 

 

ми, имеют винты 4 с гайками5,

 

 

фиксируемыми

в

осевом

на­

 

 

правлении вилками

3,

вхо­

 

 

дящими в кольцевые проточки

 

 

гаек. Точность

и надежность

Рис. 15. Патрон И.

И. Городнева для

работы

патрона

 

зависит

от

 

определения газопроницаемости сухих

правильного положения

сег­

стандартных

образцов

ментов. При установке сухого

образца в патрон поворотом гаек 5 увеличивают внутренний диаметр втулки 7, а затем образец зажимают и патрон устанавливают на затвор прибора для определения газопрони­ цаемости. Степень износа резиновой втулки 7 проверяют специаль­ ным калибром, диаметр которого равен диаметру испытываемого образца.

Кроме описанных приспособлений, существуют другие при­ способления для замера газопроницаемости сухих образцов [77].

Определение газопроницаемости формовочных и стержневых смесей не ограничивается использованием только стандартных образцов. В ряде случаев, особенно при проведении специальных исследовательских работ, используют образцы, размеры которых отличаются от стандартных; например при определении газопро­ ницаемости смесей для изготовления оболочковых форм и стерж­ ней, прокаленных керамических форм и т. п. В этих случаях реко­ мендуют, с целью приближения условий испытания смесей к усло­ виям их «работы» в форме, использовать образцы, соответству­ ющие по толщине оболочковым формам. Следует оговориться, что при этом нельзя использовать значения газопроницаемости смеси, указанные в таблице прибора, а нужно производить вычи­ сления по формуле (7) с учетом фактических размеров образца.


Для приведения значений газопроницаемости таких

образцов

к стандартным можно использовать следующую формулу:

К=3,94К'~,

(8)

где К' — газопроницаемость нестандартного образца, непо­ средственно замеренная на приборе;

h' и F' — высота и площадь сечения нестандартного образца смеси.

Специальный прием необходим для определения газопрони­ цаемости двуслойных образцов или газопроницаемости красок

ипокрытий. Приведенную газопроницаемость многослойного

образца Кп находят по формуле [23]

 

 

к

ht

- { - ft а + • •• + h„

 

 

Q

 

 

 

_ Jh_

_L Jh_

Jhi_

'

( '

где /Сі, /(2. • •

Kn

— газопроницаемость

отдельных слоев

об­

 

 

 

разца;

 

 

 

 

hi, h2,

• • .,

hn—толщина

отдельных

слоев образцов.

 

По формуле (9) можно рассчитать газопроницаемость отдель­

ного слоя

образца,

зная

его

приведенную

газопроницаемость

и газопроницаемости других слоев. В частности, для определения газопроницаемости слоя краски, пасты или покрытия можно использовать следующий прием. Сначала определить газопрони­ цаемость обычного стандартного (как правило, сухого) образца К\

высотой h1

= 50 мм. Затем образец покрыть слоем

краски тол­

щиной

h2.

Покрытие подсушить и затем по прибору

найти приве­

денную

газопроницаемость

окрашенного

образца

Кп.

Газопроницаемость краски

/ ( 2 рассчитывают

по формуле

 

 

*«=

+

к

 

<10>

Некоторые исследователи пытаются разработать методы опре­ деления газопроницаемости смесей непосредственно в уплотнен­ ных формах. Из-за несовершенства используемых приспособле­

ний метод, изложенный

в работе

[178], не дает стабильных

пока­

заний, поэтому он не

может быть рекомендован для цехового

контроля.

 

 

 

Более совершенную

методику

предложил Л. Петржела

[113],

использовав принцип дифференциального измерения сопротивле­ ний при прохождении воздуха через исследуемый образец смеси и специальный клапан. Поступающий в прибор (рис. 16) сжатый воздух распределяется по двум каналам: к соплу 2, подводящему воздух к исследуемому образцу / смеси, и через сопло 4 к изме­ рительному клапану 5. В зависимости от газопроницаемости (и размеров) образца / и пропускной способности клапана создается определенный перепад давления, фиксируемый манометром 6. 32


При равных сопротивлениях образца и клапана манометр нахо­ дится в нулевом положении; градуировку клапана (выравнивание сопротивлений при испытании образца смеси) производят по шкале 3. Сжатый воздух подается резиновой грушей.

Прибор делают переносным с мембранным дифференциальным манометром. Шкала прибора находится на специальном диске, размещенном в гильзе для установки образца смеси. Рабочую часть прибора выполняют из резины, что обеспечивает требуемую герметичность контакта с исследуемым образцом.

Прибор работает в любом положении и может быть~использо-

ван как для определения стан­

 

 

 

 

 

 

дартной

газопроницаемости об­

 

 

7

 

 

 

разцов,

так и для определения

 

 

 

 

 

газопроницаемости

непосред­

 

 

 

 

 

 

ственно

форм

и

стержней.

В

 

 

 

 

 

 

последнем

случае получаемые

г

 

І

Ф

л

значения

газопроницаемости

"

 

L

 

являются

относительными,

так

 

2

L

 

 

 

как фильтрация

воздуха про­

 

 

 

 

исходит в объеме смеси, отли­

 

 

 

 

 

 

чающемся

от

стандартного об­

 

 

XX

 

 

 

разца формой

и

размерами.

 

 

 

 

 

 

Прибор Л. Петржела (при

 

 

 

 

 

 

соответствующей

градуировке)

 

 

 

 

 

 

можно

вмонтировать

в

подмо-

Рис.

16. Схема прибора Петржела для

дельную плиту

или

в

модель

определения газопроницаемости

образ­

для определения

степени уплот­

 

цов

смеси, форм

и

стержней

нения форм.

По ГОСТу 2189—62 предусматриваются два метода определе­ ния газопроницаемости: нормальный и ускоренный.

Нормальный метод основан на непосредственном использо­ вании формулы (7). Через испытываемый образец пропускается 2000 см3 воздуха и замеряется давление газов перед образцом

(показание манометра) и время прохождения

указанного объема

воздуха (секундомером). Если объем газов выразить через

см3,

площадь сечения образца — через

см2,

высоту образца — через

см,

показание манометра — через

гс/см2

и

время — через

мин,

то

газопроницаемость будет иметь

размерность смЧ(г-мин).

Еди­

ница газопроницаемости, определенная нормальным методом, представляет собой объем газов, проходящий через 1 см2 поверх­

ности образца, имеющего высоту 1 см, за время

1 мин при перепаде

давления 1 гс/см2.

Согласно ГОСТу

2189—62

газопроницаемость

выражается числом без указания размерности.

Ускоренный метод определения

газопроницаемости основан

на использовании

формулы [11]

 

 

3 Я . И . М е д в е д е в

33