Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
120
Влияние характеристики литейных форм
Существенное влияние на скорость литья могут оказывать и характеристики литейных форм. Основными факторами, характеризующими литейную форму, являются: пористость, размер капилляров, влагоемкость. Как известно, всасывающая способность литейных форм зависит от капиллярного давления их пор. Пористость и размер капилляров в случае гипсовых форм регулируются водогипсовым отношением раствора для их изготовления. С увеличением водогипсового отношения увеличивается как общая пористость форм, так и средний размер капилляров. Влагоемкость формы определяется как пористостью, так и соотношением ее толщины к толщине набираемого слоя массы.
В качестве примера влияния характеристики форм на кинетику литья на рис. 58 показана зависимость скорости набора массы из одной исходной суспензии для форм.из кварцевой керамики с пористостью 20% (кривая /), 10% (кривая 2) и гипсовых форм с водогипсовым отношением 0,5 при пористости 40% (кривая 3) и 1,0 при пористости 62% (кривая 4) Несмотря на значительно меньшую пористость керамических форм ско-
121
рость литья в них значительно больше, чем при использовании гипсовых. При этом в случае использования гипсовых форм отмечается большая скорость литья в формы меньшей пористости. Например, для случая, показанного на рис. 57, продолжительность литья образцов толщиной 10 мм в порядке увеличения номеров кри-
3
3 Л > -о-
I -•<¦ 4 г
Г \
г ^
0 60 120 180 240 300,
т, мин
Рис. 58. Скорость набора м.ассы при литье в формы с различными характеристиками:
/ — из кварцевой керамики с пористостью 20%;. 2 — то же, пористостью 10%; 3— гипсовые, водогипеовое отношение 0,5, пористость 40%; 4 — то же, водогнпсовое отношение 1, пористость 62% (литье из средиедмоперс-ной суопензнн, рс=1,87 г/см3, /7 =12%)
вых составляет 80, 105, 210, 320 мин (соотношение 1:1, 3:2, 6:4,0). Плотность набираемой массы при этом от характеристики литейных форм не зависит.
Преимуществом керамических форм по сравнению с гипсовыми является значительно большая механическая прочность и соответственно долговечность. В связи с тем что суспензии кварцевого стекла обладают повышенной концентрацией, сравнительно невысокая влагоемкость керамических форм достаточна для поглощения дисперсионной среды в процессе литья.
Согласно существующим представлениям о механизме процесса шликерного литья [155] показанный на рис. 57 характер кинетики литья обусловлен следующим. С увеличением водогипсового отношения увеличивается не только пористость гипсовых форм, но и средний размер капилляров.
В то же время с уменьшением диаметра капилляров возрастает их поглотительная способность. Указывается
122
[155], например, что в случае образования на гипсовой форме плотной массы с низкой проницаемостью эффективными в форме являются только поры с гидравличес-
о
ким радиусом до 30А. Образуемое этими капиллярами давление достигает 230 атм. При уменьшении водогипсового отношения увеличивается доля малых активных капилляров, что и обусловливает большую скорость набора массы в гипсовых формах с меньшей пористостью.
Формы из кварцевой керамики, несмотря на значительно меньшую их пористость, обладают, по всей видимости, большим количеством активных при литье кварцевой керамики капилляров. Средний размер капилляров кварцевой керамики по данным газопроницаемости составляет 1—6 • 10_3 мкм [69].
Влияние концентрации суспензии и давления
Процесс шликерного литья основывается на принципе отсоса части дисперсионной среды жидкой фазы из литейных суспензий за счет капиллярных сил пористых форм. В процессе литья удельная концентрация дисперсионной среды в исходной суспензии №уд распределяется на остающуюся в отливке №0тл адсорбируемой литейной формой №ф, т. е.
Ц7уд = Ц70ТЛ + И7Ф. (48)
(Величина, соответствующая №0тл может показывать вместе с тем и влажность образования отливки. При окончании литья дисперсионной средой заполнены, как правило, все поры в набранной массе. Если пренебречь усадкой при сушке, влажность отливки И^тл может быть определена по формуле
Ц70ТЛ = 1~(Ротд/рт-Ф) • Ю0% = Яотл/Ротл . (49)
Ротл
При постоянной пористости отливки с увеличением влажности суспензии скорость литья уменьшается, так как при одной и той же скорости отсоса жидкой фазы пористой- формой ее количество №ф будет возрастать. В случае же увеличения пористости отливки при одинаковой исходной влажности суспензии скорость литья будет повышаться вследствие изменения баланса дисперсионной среды (увеличение Woтл) и уменьшение №ф.
На рис. 59 показана зависимость скорости литья и объема усадки суспензии при литье от ее плотности. Как
123
следует из рисунка, в области указанных значений рс скорость литья изменяется вдвое. Наблюдается хорошее соответствие зависимости АУ и т от рс, что подтверждает ранее изложенные положения. При дальнейшем концентрировании суспензий (например, введением зернистого заполнителя) скорость литья еще более увеличива-
45
35
-3
25
15
320
- 240
