Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Набор массы и скорость литья
Методика определения
Скорость набора массы- является одним из основных параметров, характеризующих как качество суспензии, так и процесс литья. Ею определяется продолжительность формования отливок. В отличие от известных методов определения скорости литья (метод гипсовых стержней, метод тигельков [112], метод Барты [146, 147]) применительно к продолжительному литью кварцевой керамики более приемлемой представляется методика, предложенная в работе [71].
113
Скорость литья по этому методу определяется на одном из двух устройств, показанных на рис. 51. Устройство с двумя полуформами (а) целесообразно использовать в случае исследования литья без существенного расслоения твердой фазы; с одной формой (б) — как
ы а ч
Рис. 51. Схемы устройства для определении характеристик шликерного литья:
а — для литья с вертикальным набором массы; б — то же, с горизонтальным; / — гипсовые формы; 2 — прокладка; 3 — полость формы; 4 — горловина формы; 5 — пластилин; 6 — стеклянный цилиндр с делениями
с расслоением, так :и без него. С помощью этих устройств возможно также определить коэффициент усадки суспензии при наборе массы, плотность отливки, седи-ментационную устойчивость суспензий. Для проведения определений исследуемая суспензия заливается в собранные формы до верхнего уровня прибыли, соответствующего нулевой отметке. В процессе набора массы, сопровождающегося понижением уровня суспензии в прибыли, по мерному цилиндру фиксируется ее расход АУ в зависимости от продолжительности процесса до окончания литья образцов. Обработка полученных данных и последовательность операций для определения
114
различных характеристик осуществляется, как приведено ниже.
Первоначально строится кривая кинетики уменьшения объема суспензии при литье (ДУ —т), как показано на рис. 52, при литье образца с толщиной 9 мм. По этой кривой производится расчет толщины слоя массы, набранной на гипсовую форму. Эта же кривая эквивалентно описывает коэффициент заполнения формы наб-
т, мин
Рис. 52. Зависимость коэффициента заполнения формы набранной массой, „а- .саа суспензии в литниковой прибыли при литье с толщины набранного слоя массы от продолжительности литья
ранной массой ф и толщину набранного слоя массы А. Как следует из рисунка, объем суспензии, необходимый ¦для набора заданной толщины образца в форме (9 мм), составляет 30 мл. Отсюда следует, что расходу суспензии, равному 30 мл, соответствует коэффициент заполнения формы набранной массой ф=1 или толщина набранной массы 9 мм.
Является закономерным, что набор массы происходит параллельно рабочей поверхности формы и что расход суспензии в прибыли пропорционален толщине набранной массы. В этом случае следует, что в любой из промежутков времени литья п толщина набранного слоя массы /г будет равна:
/г (я) = Аобр Ф, (44)
115
где /z06p — толщина образца,
а ф = А V (л)/Д УКон, (45)
где АУ(И) — расход в прибыли за соответствующий период;
АУкон — общий расход суспензии.
Определение толщины набранного слоя можно производить и не доводя набор массы в формах до полного окончания. При этом порядок опыта должен быть следующим: осуществляется набор массы до определенного расхода суспензии, сливается ее остаток, форма разбирается и подсушивается с отливкой. После этого отливка извлекается и с помощью микрометра измеряется ее средняя толщина, являющаяся в дальнейшем определяющей для расчета кинетики набора массы по формуле (44).
Соответственно изложенному, определение скорости набора массы сводится к построению графической зависимости А У — т и дополнительной оси для /г, по величине, совпадающей с осью для А У. Конечное значение АУ должно соответствовать конечному значению толщины отливки /г. Обе оси должны быть разбиты при этом пропорционально до нулевых значений в исходной точке, как показано на рис. 52.
Расчет толщины слоя набранной массы по данному методу производится из предположения, что отливка имеет равную плотность по толщине. Между тем известно [122], что вследствие тиксотропного структурообра-зования в ряде случаев плотность отливки по мере ее удаления от гипсовой формы может уменьшаться. Для проверки равноплотности отливок по толщине с использованием среднедисперсной суспензии с рс—1,90 г/см3 проводились следующие опыты. Серию гипсовых форм одновременно заполняли суспензией, которая сливалась затем через определенные промежутки времени от 0,5 до 6,5 ч. Соответствующая толщина отливок при этом находилась в пределах 2,0—11 мм. Все полученные отливки обладали равной плотностью 1,94 г/см3. Между тем при использовании суспензий большей плотности и при литье более толстостенных отливок может наблюдаться неравноплотность отливок по толщине вследствие структурообразования суспензий при старении.
Указанный метод позволяет определять и коэффициент фильтрации при наборе массы. Известно [148], что
116
удельное сопротивление осадка является самым существенным фактором, определяющим скорость фильтрования, в связи с чем скорость процесса шликерного литья определяется проницаемостью дисперсионной среды суспензии через слой набранного слоя массы. Коэффициент фильтрации при наборе массы кф определяется следующим образом. После заданной продолжительности набора массы суспензия из форм сливается, в литник заливается вода и определяется ее расход во времени. Последняя выражается прямолинейной зависимостью АУ=/(т), характерной [149] для фильтрации дисперсионной среды, происходящей через уже сформировавшийся осадок (стационарная фильтрация). Коэффициент фильтрации &ф набранного слоя массы определяется по формуле
