Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Исследования, проведенные в институте проблем литья АН УССР (в настоящее время Физико-технический институт металлов и сплавов HAH Украины), показали, что на газопроницаемость покрытия существенное влияние оказывает физическое состояние его компонентов: скорость удаления дисперсной фазы, природа связующего, свойство огнеупорного наполнителя, его дисперсность и толщина слоя [21]. На рис. 2.33 показана зависимость газопроницаемости покрытия на водной и спиртовой основах от толщины его слоя и вида огнеупорного наполнителя.
91
Рис. 2.33. Газопроницаемость красок на водной (а) и спиртовой (б) основах в зависимости от толщины слоя покрытия и вида огнеупорного наполнителя: 1 — перлит; 2 — тальк; 3 — пирофилит; 4 — трепел; 5 — циркон; 6 — дистен силлиманит; 7 — перлит и маршалит; 8 — графит; 9 — пылевидный кварц; 10 — без наполнителя
На рис. 2.34 представлено влияние газопроницаемости покрытия на заполняемость формы при различных температурах заливки металла для бронзы и латуни. Зависимость величины давления в зоне взаимодействия модели с расплавленным металлом при его заливке в форму от газопроницаемости покрытия представлена на рис. 2.35.
Приведенные результаты исследования показывают, что противопригарное покрытие не только обеспечивает качество поверхности отливки, но и непосредственно влияет на основные параметры процесса ЛГМ: скорость заполнения формы металлом, температуру заливки, заполняемость формы. Следовательно, свойства противопригарного покрытия при прочих равных условиях предопределяют формирование отливки, ее качество. В подтверждение сказанного в работе [10] установлено, что с увеличением толщины слоя противопригарного покрытия и снижением его газопрони-
92
цаемости увеличивается поверхностное науглероживание отливок из стали. Установлено [10, 11], что толщина слоя покрытия на модели должна быть тем больше, чем больше пористость формы из песка, чем выше температура металла и его гидростатический напор при заливке формы. Рекомендуется найосить на модель слой покрытия толщиной 0,25-1,5 мм. Чем выше температура металла и металлостатический напор, тем толще должен быть слой краски при сохранении ее газопроницаемости. Взвешивание блока моделей до окрашивания и после сушки покрытия дает массу сухого покрытия, что является важнейшей информацией о стабильности условий нанесения покрытия. Отмечается, что качество наносимого на модель слоя покрытия зависит от его вязкости, седиментаци-онной устойчивости и плотности. Поэтому перед нанесением покрытия на модель рекомендуется его тщательно перемешивать. Если перемешивание краски остановить на 10 мин, то получить равномерный слой покрытия на модели практически невозможно. Газопроницаемость покрытия должна устанавливаться на основании равновесия скорости образования парогазовой фазы при термодеструкции модели и скорости ее удаления из зоны взаимодействия модели с металлом с целью минимального влияния продуктов термодеструкции на скорость заливки формы металлом.
а
Ь, мм Бр ОЦСЛ 7-5-1
250 е = 1,15
200
150 = 1,10
100
50 = 1,05
0 ¦ 1111
0 5 10 15 20 25 30
Кп, см4/(г • с)
1,10
0 5 10 15 20 25 30 К„, см4/(г • с)
Рис. 2.34. Влияние газопроницаемости покрытия на заполняемость формы при различных температурах заливки бронзы (а) и латуни (б): (2 — температура перегрева металла
93
Р,кПа
0123456789
t,i,c
Рис. 2.35. Влияние газопроницаемости покрытия на давление газа в форме при заливке металла с Г= 1393 К: 1 — газопроницаемость 31 см4/(г • с); 2 — газопроницаемость 1 см4/(г • с)
К противопригарному покрытию при ЛГМ предъявляются и требования, которые при традиционных способах литья не свойственны ему. Покрытие должно повышать жесткость модели, увеличивать ее прочность, уменьшать возможность деформации стенок модели и элементов литниковой системы при формовке. Исследования показали, что увеличение прочности покрытия до 2,5 МПа увеличивает прочность модели на изгиб при ее плотности 20 кг/м3 в 4 раза. Получено уравнение прочности модели с покрытием в зависимости от прочности самого покрытия:
I = 2,7 + 1,35X1 + 3,7Х2 + 3 Д?з + 2,5Х2ХЪ + 2,6Х\Х2,
где Х\ — прочность покрытия на изгиб; Х2 — толщина слоя покрытия; Хъ — объемная плотность модели.
Из уравнения следует, что прочность системы модель—покрытие в большей степени определяется прочностью покрытия. Для мелкого стального и чугунного литья хорошо зарекомендовали
94
себя быстросохнущие покрытия на основе раствора поливинилбу-тираля в спирте, состав которых приведен в табл. 2.21 [7].
Таблица 2.21
Состав быстросохнущих красок на основе поливинилбутираля, масс. %
Огнеупорный наполнитель Поли-винил-бутираль Гидролизный спирт Плотность краски, г/см3 Вид литья
Циркон Черный графит Кристаллический графит Марша-лит
— 35 10 - 2,5 52,5 1,1-1,25 Чугун
60 — - - 2,5 37,5 1,7-1,85 Сталь
- - - 50 2,5 47,5 1,25-1,4 »
Таблица 2.22 Состав и свойства быстросохнущих покрытий на основе смолы М101
Содер- Плотность, г/см3 Вяз- Время сушки, ч Отстой
Состав краски жание, масс. % кость по В3-4,с через 7ч через 24 ч Металл отливок
