В процеса на образуване на отливката, металът взаимодейства с формата, в резултат на което се формират качествата на отливката - структура на метала, чистота на повърхността, газови и други дефекти.
Структурата на метала се определя в голяма степен от скоростта на охлаждане и неговата кристализация във формата, т.е. от топлинното взаимодействие между метала и формата, което се характеризира с топлоотдаване от отливката към формата.
При постоянен химичен състав, температура и скорост на леене на метала, скоростта на кристализация зависи от топлофизичните свойства на формата. Основните топлофизични константи са: коефициент на топлопроводност, обемен топлинен коефициент (капацитет), коефициент на топлинна акумулация и коефициент на температуропроводност.
За изучаване на процесите на кристализация на сплавите в леярската форма се прилагат преки и косвени методи. Към преките методи се отнасят:
- изливане на останалия след определено време течен метал от формата и измерване на дебелината на кристализиралия слой;
- термичен анализ чрез снемане на време - температурни криви в различни зони на отливката.
- моделиране на топлинните условия на втвърдяване на отливките с използване на хидравлични апаратури;
- изучаване на процесите на втвърдяване на леснотопими сплави и пренасянето им върху реални отливки.
 |
Фиг.1 |
Изработването на горната полуформа се извършва като в касата предварително се уплътнява дъно от формовъчна смес с дебелина около 50 мм. Върху дъното се поставя модел с размери 100х100х100 мм. До две срещуположни стени на модела се разполагат алуминиева и стоманена плоча с дебелина 25 мм. В образуваното пространство между стените на касата се насипва и уплътнява пясъчно-бентонитова смес със състав: кварцов пясък 1ПК025 - 90%, бентонит 10% и вода 4%. Плочите от алуминий и стомана притежават коефициент на топлинна акумулация b, съответно 18000 и 14000 Ws½/m²K. Топлоакумулиращата способност b на пясъчната форма е около 1150 Ws½/m²K.
В друга каса се изработва долната полуформа с работна кухина с размери 160х140х90 мм. Моделът се поставя централно спрямо стените на касата.
Двете полуформи се разполагат една върху друга. Откритата кубична кухина на горната полуформа се залива със силумин. Температурата на течния метал се измерва в разливната кофа с потопяема термодвойка. Металът остава във формата определено време. След това със стоманен прът, подгрят и обмазан с огнеупорно покритие, се пробива отвор в централната част на горната полуформа. Металът, който не е кристализирал, изтича през образувания отвор в кухината на долната форма. След охлаждане на получената отливка се определя средната дебелина на кристализиралия слой метал към различните стени на формата.
Поради невъзможност в рамките на учебните часове да се изработят повече експериментални форми, всяка подгрупа работи при постоянна температура на заливане на метала 720 ºС, но с различна продължителност на задържане на метала във формата - 20, 30, 40, 50 сек., след което резултатите от всички групи се обединяват за съставянето на протокола.
Използвана литература
- Стоянов, Н.С., Ръководство за упражнения по технология на леярството, С., Техника, 1982.
- Курдюмов, А.В. и др., Лабораторние работи по технологии литейного производства, М., Машиностроение, 1990.
- Сварика, А.А, Формовочниe материали и смеси, Киев, Техника, 1983