Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2.17. Модель корпуса вентиля Ду-150
69
2.3.4. Качество моделей
Качество модели определяется шероховатостью ее поверхности, размерной точностью, равномерностью структуры пенополи-стирола, ее объемной плотностью и механической прочностью. Шероховатость поверхности модели зависит от качества рабочей поверхности пресс-формы, активности вспененных гранул полистирола и термовременных параметров формирования модели в пресс-форме. При нормальной активности гранул, но при недостаточной температуре теплоносителя поверхность модели формируется с четко выраженной гранулометрической структурой с наличием углублений по границам гранул. При применении гранул с низкой активностью и при нормальном тепловом режиме спекания модели в пресс-форме получаются аналогичные результаты, т. е. поверхность модели имеет грубую шероховатость. Обработка гранул в пресс-форме при повышенной температуре теплоносителя приводит к усадке гранул, при этом структура поверхностного слоя модели характеризуется выступами по границам гранул. При всех этих режимах спекания модели ее поверхность характеризуется высокой шероховатостью, и она не пригодна для получения качественных отливок. Качество поверхности модели при прочих равных условиях зависит от шероховатости рабочей поверхности пресс-формы. В табл. 2.12 представлены результаты исследования шероховатости поверхности модели из пенополи-стирола объемной плотностью 25 кг/м3 в зависимости от качества поверхности пресс-формы [6].
Таблица 2.12
Шероховатость модели объемной плотностью 25 кг/м3 в зависимости от качества рабочей поверхности пресс-формы
Класс шероховатости пресс-формы 3 4 5 6 7 8
Класс шероховатости модели 3 4 4 5 5 6
По другим данным [18], модель из пенополистирола марки ПСВ-Л объемной плотностью 20 кг/м3, полученная автоклавным процессом при температуре пара 110-115 °С и времени спекания 10-15 мин, имела шероховатость поверхности, зависимость которой от качества пресс-формы выглядит несколько иначе, чем следует из табл. 2.12. Однако тенденция снижения шероховатости модели с улучшением качества рабочей поверхности пресс-формы сохраняется (табл. 2.13).
70
Таблица 2.13
Шероховатость модели объемной плотностью 20 кг/м3 в зависимости от качества рабочей поверхности пресс-формы
Класс шероховатости пресс-формы 3 4 5 6 7 8
Класс шероховатости модели 2 3 3 4 4 5
Из данных табл. 2.12 и 2.13 следует, что шероховатость поверхности модели ухудшается с понижением объемной плотности пенополистирола и улучшается с повышением класса чистовой обработки рабочей поверхности пресс-формы.
Точность модели определяется разностью размеров рабочей полости пресс-формы и соответствующих размеров модели с учетом ее фактической усадки. Усадка моделей из пенополистирола нестабильна, она зависит как от свойств исходного полистирола, так и от термовременных параметров его дальнейшей переработки. Исследования показали, что усадка пенополистирола при двухста-дийной переработке его в модели протекает в четыре стадии (рис. 2.18) [16]. Первая стадия усадки модели протекает непосредственно в пресс-форме после ее тепловой обработки до извлечения из пресс-формы. Полистирол как основа гранул при нагревании расширяется в объеме, переходит в пластическое состояние и продолжает расширяться, но уже под действием давления паров поро-образователя. При охлаждении пресс-формы величина усадки модели будет определяться суммарным воздействием сжимающих усилий уменьшающегося в размерах каркаса гранул из пенополистирола и остаточного давления паров порообразователя в замкнутых ячейках гранул.
0 1 2 3 4 5 6 7 1 ¦ 27 28 29 30
Дни
Рис. 2.18. Зависимость усадки модели из пенополистирола от времени
71
С увеличением плотности модели, что равносильно увеличению содержания полистирола, усадка растет, однако при увеличении порообразователя в гранулах пенополистирола она уменьшается или, другими словами, расширяющее действие порообразователя в данном случае тормозит объемную усадку полистирола.
По данным [17, 19], после извлечения модели усадка ее составляет 0,32 %, что совпадает с результатами, представленными на рис. 2.18.
Вторая стадия усадки получает развитие после извлечения модели из пресс-формы и продолжается в течение нескольких часов. Она характеризуется ростом объема модели и снижает величину ее усадки, имевшей место на первой стадии, протекающей в пресс-форме. Увеличение размеров модели связано с недостаточным охлаждением пресс-формы. После извлечения модели из пресс-формы в ее внутренних слоях сохраняется высокое давление порообразователя, под действием которого и происходят увеличение объема модели и снижение величины ее усадки. В [20] показано, что при охлаждении модели в пресс-форме до температур ниже температуры кипения порообразователя увеличение размеров модели после ее извлечения из пресс-формы не происходит.
Третья стадия усадки начинается после предусадочного расширения модели (если оно имело место) и протекает в течение 3-7 суток. Эта стадия характеризуется наиболее интенсивным ростом усадки и, по многочисленным исследованиям, составляет 75-80 % общей усадки моделей (см. рис. 2.18). На этой стадии идет испарение остаточной влаги из внутренних слоев модели и утечка порообразователя, что и приводит к снижению внутрипорового давления в гранулах и остаточных напряжений в твердой основе гранул — полистироле.
