Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Четвертая стадия усадки (рис. 2.18) происходит в течение последующих 10-12 дней, когда размеры модели полностью стабилизируются. По данным [19], величина усадки на этой стадии составляет 20-25 % от общей усадки. На этой стадии происходит дальнейшее снижение давления внутри гранул за счет уменьшения порообразователя в результате его диффузии из гранул и внутримолекулярная стабилизация полистирола. Исследования американских ученых показали, что усадка моделей зависит от плотности моделей и размера гранул (рис. 2.19).
72
I 16,45
16,38
16,32
16,26
16,19
16,13
Измеряемый размер 16,4 мм
0
«г
0.15 Э
- 0,54
0,93
1,31
1,7
16,0 19,2 22,4 25,6 28,8 32,0 35,2
Плотность модели, кг/м3
• — 0,2-0,5 мм А — 0,58-1,2 мм
¦ — 0,35-0,7 мм Старение 28 дней
Рис. 2.19. Усадка моделей в зависимости от размера гранул и плотности модели
Срок хранения вспененных гранул до спекания моделей также влияет на усадку (рис. 2.20).
&
S о
S
7 дней
14 дней 21день49дней 1"
0 60 120 180 240 300 360 420 480 1176
Время хранения моделей после изготовления, ч
Выдержка гранул 24 ч - 48 ч
72 ч
Рис. 2.20. Влияние срока хранения модели на ее усадку
73
Таким образом, величина усадки модели зависит как от первичных свойств исходного полистирола, так и от режимов его термовременной обработки при изготовлении моделей (рис. 2.21) и поэтому должна определяться для каждой новой партии полистирола. По данным различных исследователей, общая усадка моделей из пенополистирола изменяется в зависимости от вышеизложенных причин в пределах 0,7-0,8 % [5, 6, 17, 19, 20].
Структурная неоднородность моделей из пенополистирола оказывает существенное влияние на их механические свойства и газовый режим при заливке формы металлом. В зонах повышенной плотности модели следует ожидать появления местных специфических дефектов на поверхности отливок из чугуна и стали.
? 0,2 $ 0,1
? 0 -од
-0,2
-0,3 -0,4
т, пв
0,5 ij^fes 2,0 2,5 3,0 3,5
тов = 5,0
5,5; 6,0
7,0 ^
Рис. 2.21. Зависимость усадки модели от режимов тепловой обработки тпв и свойств пенополистирола:
а) 11 = 1,72, П = 5,12%;
б) Л = 1,91, П = 6,75%;
в) г| = 1,82, П = 6,29 %; (т^ — вязкость полистирола; П — содержание пен-тана в пенополистироле;
тов — время окончательного вспенивания)
74
d, мм 3
2 Ь
20
40
60
мм
Рис. 2.22. Зависимость размера гранул пенополистирола от толщины стенки модели
Наличие посторонних примесей может привести к концентрации неметаллических включений в отливках и снизить их механические свойства. Для получения однородной структуры в моделях из пенополистирола следует использовать для их изготовления гранулы одного размера, а при получении ответственных отливок применять рассеивание гранул после их предварительного вспенивания через
сито с размером ячеек в 1,5 раза больше размера гранул. Диаметр вспененных гранул необходимо определять, исходя из минимальной толщины стенки модели, для чего можно воспользоваться зависимостью размера гранул от толщины стенки модели, представленной на рис. 2.22 [12].
Ориентировочно, размер исходных вспененных гранул должен быть не более 1/3-1/4 толщины стенки модели. Пресс-форма должна иметь хорошую перфорацию, что достигается установкой вент или сверлением отверстий диаметром 0,5-1,0 мм с шагом 1-1,5 см, при этом необходимо обеспечить нормальное заполнение пресс-формы гранулами пенополистирола при их подаче воздушным потоком.
Качество моделей обеспечивается строгим соблюдением всего технологического процесса их производства, который должен постоянно контролироваться. Каждую вновь поступающую партию полистирола для вспенивания необходимо проверять на соответствие ТУ. Все термовременные параметры технологического процесса вспенивания гранул и изготовления моделей должны контролироваться, а результаты контроля фиксироваться в специальном журнале. Готовые модели, в зависимости от контролируемого параметра, должны подвергаться выборочному или подетальному контролю. Модель после извлечения из пресс-формы подвергается контролю, при котором визуально определяется наличие явных дефектов, таких как оплавление гранул, вмятины, задиры, трещины и др. Выборочному контролю подлежат объемная плотность
75
модели, однородность структуры пенополистирола, наличие посторонних примесей, шероховатость поверхности, размерная точность, остаточная влажность и усадка. Объемная плотность модели определяется выборочно взвешиванием на аналитических весах. Для определения плотности модели можно использовать зависимость между твердостью поверхности модели и ее плотностью, которая представлена в табл. 2.14.
Таблица 2.14
Зависимость твердости поверхности модели от ее объемной плотности
Объемная плотность модели, кг/м3 20-25 26-30 31-35 36-40
Твердость по твердомеру модели 071 62-72 72-78 76-80 78-85
Структурная неоднородность моделей проверяется на просвет на специальном устройстве, которое состоит из короба со стеклянной крышкой и электролампы в качестве источника света. Остальные свойства модели из пенополистирола определяются по стандартным методикам (см. подразд. 2.2.2) [5, 6].
