Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
а =-^1юо,
где #1 и #2 — масса чашки Петри с навеской соответственно до и после сушки, г; С—навеска исходных гранул пенополистирола, г.
Слипаемостъ гранул определяется по следующей методике. В воду при температуре 95-97 °С опускают навеску так, чтобы на 1 м2 поверхности приходилось 0,25 кг полистирола. Гранулы выдерживают в воде в течение 2 мин при постоянном перемешивании. В продолжение вспенивания часть гранул спекается в комки, другая остается свободной. По количеству и размеру образовавшихся комков визуально определяют класс слипаемости: 0 — гранулы не слипаются; 1 — слабая слипаемость, образуются комки размером до 20 мм в поперечном размере; 2 — повышенная слипаемость, образуются комки размером от 20 до 70 мм; 3 — сильная слипаемость, образуются комки размером более 70 мм.
Скорость испарения и газификации пенополистирола определяется по методу испарения капель, который заключается в том, что образец пенополистирола помещается на нагретую до заданной температуры поверхность и определяется время газификации от момента его контакта с поверхностью до конца исчезновения [6]. Для проведения испытания образца на скорость газификации в МВТУ им. Баумана был разработан специальный прибор, общий вид которого представлен на рис. 2.5 [6]. Прибор состоит из печи 1, внутри которой помещен металлический или графитовый блок 2 диаметром 40-50 мм. В блоке на расстоянии 0,2-0,3 мм от поверхности установлена термопара 3, показания которой фиксируются милливольтметром 4. На расстоянии 0,8-1,0 мм от поверхности блока закреплена термопара 5, показания которой фиксируются самописцем.
45
Рис. 2.5. Прибор для определения скорости газификации пенополистирола
При достижении на поверхности блока заданной температуры на него помещается навеска пенополистирола, и печь закрывается кварцевым стеклом. Моменты начала и конца газификации фиксируются термопарой 5. Скорость газификации и испарения дг (г/с) определяется по формуле
О т
где G — масса образца, г; т — время газификации, с.
За результат принимается среднее значение из 5 определений, причем отклонения данных опыта более чем на 15 % от среднего результата не учитываются.
Скорость плавления пенополистирола определяется по времени плавления образца определенной длины, помещенного на нагретый до заданной температуры нагреватель, от момента контакта образца с грузом до полной потери им исходного состояния [6]. Определение скорости плавления образца производится на приборе, который представлен на рис. 2.6.
46
Прибор состоит из печи 1 и нагреваемого в ней массивного металлического блока 2, температура поверхности которого измеряется зачеканенной в нем термопарой 3. Показания термопары фиксируются гальванометром 4. Образец из пенополистирола 5 размером 15 х 15 х 200 мм закрепляется на острие конца металлического штока 6 и помещается в кварцевую трубку 7. Перед испытанием металлический блок разогревается до заданной температуры, а кварцевая трубка закрепляется на штативе 9. Образец приводится в соприкосновение с нагретым блоком. Перемещение образца фиксируется датчиком 8 и регистрируется осциллографом 10. В трубку подается инертный газ для предотвращения горения пенополистирола.
Рис. 2.6. Прибор для определения скорости плавления пенополистирола
Скорость плавления полистирола (мм/с) определяется по формуле
где /об — длина образца, мм; тпл — время плавления образца, с.
47
За окончательный результат скорости плавления полистирола принимается среднее арифметическое пяти измерений.
2.3. Изготовление моделей в серийном производстве
В серийном производстве модели изготавливаются из вспененного полистирола в две стадии. На первой стадии гранулы исходного полистирола вспениваются до заданной насыпной массы и выдерживаются в течение определенного времени для созревания. На второй стадии осуществляется нагрев вспененных гранул в замкнутом объеме пресс-формы, в результате которого происходит формирование модели с заданными технологическими и механическими свойствами. Однако как первая, так и вторая стадия технологического процесса изготовления модели включает в себя целый ряд операций, каждая из которых оказывает существенное влияние на формирование модели надлежащего качества. Весь технологический процесс изготовления моделей можно разделить на два этапа: предварительная переработка суспензионного полистирола и изготовление моделей в пресс-формах.
2.3.1. Предварительная переработка суспензионного полистирола
Предварительная переработка гранул полистирола для вспенивания является важной составной частью технологического процесса изготовления моделей и включает следующие операции: классификация гранулометрического состава, вспенивание гранул, сушка и активизация вспененных гранул. Каждая из этих операций существенно влияет на получение моделей с заданными эксплуатационными свойствами. Качество моделей зависит от первичных (молекулярной массы, количества порообразователя и остаточного стирола, наличия влаги и размера гранул) и вторичных (размера вспененных гранул, их активности, слипаемости, влажности) свойств вспененных гранул.
