Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
216
В табл. 5.2 представлены некоторые структурно-механические свойства кварцевого песка [12].
Таблица 5.2
Структурно-механические свойства кварцевого песка
Наименование песка 1 Удельная масса, г/см3 Объемная масса, г/см3 Пористость, % Угол внутреннего трения, Относительная уплотняемость, % Удельная поверхность, м2/г
при свободной засыпке после виброуплотнения при свободной засыпке после виброуплотнения при максим, стат. уплотнении при свободной засыпке после виброуплотнения
Гусаровский 2,64 1,45 1,73 45 35 39 35 46 16,1 1,11
Ореховский 2,64 1,47 1,70 45 36 38,4 35 49 13,5 0,276
Часов-ярский 2,64 1,39 1,63 47 33 43,5 37 52 14,7 0,182
На рис. 5.10 приведены зависимости уплотняемости песков от величины статического давления (до 7 кг/см2), характер которых соответствует ветви нагружения компрессионных характеристик.
є
1,0 г
0,5 1--1-1-1-1
0 2 4 6 8 Р, кг/см2
Рис. 5.10. Уплотняемость песков при статическом нагружении: 1 — гусаровского; 2 — ореховского; 3 — часов-ярского
217
На участках А'-А и В-С деформация песка близка к линейной зависимости от нагрузки. На участке А'-А имеет место быстрый рост необратимой деформации при сравнительно малых нагрузках. В дальнейшем величина деформации уменьшается и становится близкой к 0. Это говорит о том, что система перешла в область упругих деформаций. Исследования показывают, что пески с остроугольными зернами хуже уплотняются, чем пески с овальной формой зерна. Чем больше глины в песках, тем хуже они уплотняются в сухом состоянии. При статическом уплотнении максимальный и минимальный коэффициенты пористости для песков равны:
гусаровского — е0 = 0,82; = 0,64;
ореховского — е0 = 0,82; = 0,62;
часов-ярского — е0 = 0,89; еж = 0,66.
На рис. 5.11 приведены зависимости виброуплотняемости песков от отношения ускорения вибрации а к ускорению силы тяжести g. Ускорение вибрации а определяется по формуле
а = Аю2 -А
где А — амплитуда; со — угловая частота колебаний; п — число оборотов в минуту.
218
Анализ зависимостей, представленных на рис. 5.11, показывает, что часов-ярские остроугольные пески имеют меньшую уплотняе-мость при вибрации, т. к. они обладают наибольшей величиной внутреннего трения.
При виброуплотнении максимальный и минимальный коэффициенты пористости для песков имеют следующие значения:
гусаровского — е 0 = 0,82; = 0,54;
ореховского — е0 = 0,82; еж = 0,56;
часов-ярского — е0 = 0,89; = 0,61.
На основании анализа графических зависимостей виброуплотняемости песков были получены коэффициенты виброуплотняемости; для указанных марок песка они соответственно равны: р! = = 2,3; р2 = 2,7 и р3 = 2,1. С учетом приведенных значений пористости песков и коэффициентов виброуплотняемости уравнение (5.21) для указанных песков примет вид:
81 = 0,54 + 0,28е"2,3и; (5.24, а)
82 = 0,56 + 0,2б8"2'7"; (5.24, б)
83 = 0,61 + 0,28&-2Ли. (5.24, в)
Из графиков виброуплотняемости следует важный вывод: максимальное уплотнение формы из песка вибрацией достигается при соотношении между ускорением вибрации и силой тяжести, равном 6 или более. Это дает возможность по формуле
п = 6 = ^- (5.25)
g
подбирать необходимую частоту и амплитуду вибрации для получения максимальной плотности формы из песка при ЛГМ. При частоте колебаний 50 Гц оптимальная амплитуда составляет 0,6 мм.
На рис. 5.12 представлена зависимость пористости песка трех марок от объемной плотности, откуда следует, что часов-ярский песок имеет наибольшую пористость при наименьшей плотности, т. к. его зерно более крупное. Гусаровский песок имеет минимальную пористость ввиду увеличенного содержания глинистой составляющей.
219
Газопроницаемость песков в зависимости от плотности представлена на рис. 5.13. Пески с большей пористостью имеют и большую газопроницаемость. Изменение плотности песков в зависимости от времени их вибрации показано на рис. 5.14, где видно, что пески хорошо уплотняются вибрацией и уже через 20 с достигается их максимальная плотность.
Значения угла внутреннего трения песков в зависимости от их плотности для различных материалов представлены в табл. 5.2.
П,%
34 I-1-1-,
1,3 1,5 1,7 1,9
у, г/см3
Рис. 5.12. Изменение пористости гусаровского (7), ореховского (2) и часов-ярского (3) песков в зависимости от объемной плотности
К, см4/(г • с) 900 г
у, г/см3
Рис. 5.13. Изменение газопроницаемости гусаровского (/), ореховского (2) и часов-ярского (5) песков в зависимости от объемной плотности
у, г/см3
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
t, мин
Рис. 5.14. Изменение объемной плотности гусаровского (/), ореховского (2) и часов-ярского (3) песков в зависимости от времени виброуплотнения
Пески с остроугольной формой зерна имеют максимальное внутреннее трение, что объясняет их сравнительно плохую утшот-няемость. Однако они значительно лучше противостоят внешнему давлению, имеют хорошую газопроницаемость и могут наряду с песком, имеющим округленную форму зерна, применяться для производства литейных форм при ЛГМ.
Таблица 5.3
