| |||||
МЕНЮ
| Анализ методов оценки сцепления пригара на стальном литьеp> Следовательно, в зависимости от химического состава пригарной жидкости, температуры нагрева формовочной смеси, длительности контакта металла и формы, скорости охлаждения затвердевшее пригарное вещество может иметь либо кристаллическое, либо аморфное строение. В первом случае пригар трудно отделим от отливки, во втором случае пригар будет образовываться, но вследствие аморфного (стекловидного) строения его отделение от отливки будет происходить очень легко. И. Б. Куманин считает, что именно в этом заключается принципиальное отличие условий применений смесей с жидким стеклом для стальных и чугунных отливок. В стальном литье при использовании смесей с жидким стеклом в подавляющем большинстве случаев образуется аморфная легкоотделимая пригарная корка, под которой обнаруживается чистая поверхность отливок. Поэтому дополнительной окраски стержней и форм при стальном литье, как правило, не требуется. В противоположность этому на чугунных отливках при использовании смесей с жидким стеклом образуется трудноотделимая корка пригара. Поэтому возникает необходимость в окраске стержней и форм А. А. Горшков и Б. И. Мархасев на основании рентгеновского и
петрографического анализов считают, что на поверхности раздела металл —
песчано-глинистая форма образуются силикаты железа в кристаллическом По наблюдениям Б. И. Мархасева введение в формовочные смеси кальцинированной соды приводит к образованию на поверхности стальных отливок пленки окалины и легкому отделению пригарного слоя от поверхности отливок. По мнению К. И. Ващенко и С. П. Дорошенко, прямой связи между образованием легкоотделимых пригарных корок и количеством стекловидной фазы не наблюдается. Наоборот, стекловидная фаза более склонна к сцеплению с металлом, чем кристаллическая фаза такого же состава. На основе исследований К. И. Ващенко и С. П. Дорошенко пришли к выводу, что причиной легкого отделения пригарной корки от отливки является слой окислов железа, образующихся между отливкой и пригарной коркой [10] Если толщина слоя окислов составляет примерно 100 мк, пригарная корка легко отделяется. При меньшей толщине отделение пригарной корки затруднено. Именно этим исследователи [10] объясняют легкое отделение пригарного слоя при изготовлении в формах с жидким стеклом стальных отливок и в аналогичных условиях трудное отделение корки на чугунном литье. Влияние теплоаккумулирующей способности формы на условия образования легкоотделимого пригара они отрицают. Заметим, что по нашему мнению, в перспективе, введением в смеси с жидким
стеклом специальных добавок удастся, не прибегая к окраске стержней и форм,
также и на чугунных отливках получить чистую, свободную от пригара
поверхность. Некоторые шаги в этом направлении были сделаны в работе И. В. 2.Методы качественной оценки пригара. 2. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК Шероховатость отличается от пригара тем, что Качественная оценка величины пригара, предложенная Уральским политехническим институтом, представлена в табл.3. Категории пригара характеризуются степенью трудности удаления пригара при очистке и способами его удаления. Говорить о прочности сцепления механического пригара с отливкой нет смысла, так как в этом случае трудность удаления пригара определяется прочностью самого металла и частотой струек, проникших в форму, на единицу площади. Поэтому в дальнейшем целесообразно говорить о прочности сцепления либо полностью окисленного механического пригара, либо чисто химического пригара. Последний случай часто встречается при использовании жидкостекольных форм для чугунного и высоколегированного литья. Прочность связи двух разнородных фаз (в нашем случае металла и пригарного вещества) при нормальной температуре определяется несколькими факторами. Ф. Д. Оболенцев[6] приводит классификацию пригара по способам, необходимым для его удаления, и виду отделяемых частиц пригара (табл. 1). Таблица 1 КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРИГАРА |Категория |Степень трудности удаления пригара при очистке | С другой стороны, если пригар легко удаляется при проведении какой-либо операции, предусмотренной общим технологическим процессом изготовления отливок (термообработка, дробеструйная очистка и. т. п.), можно допускать на отливках образование пригара определенной величины. Поэтому естественно стремление литейщиков классифицировать пригар по прочности сцепления с отливкой и дать количественную оценку величины пригара. Ф. Д. Оболенцев приводит классификацию пригара по методам, необходимым для его удаления, и по виду отделившихся частиц пригара (табл.2). Таблица 2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИГАРА ПО СПОСОБАМ, НЕОБХОДИМЫМ ДЛЯ ЕГО УДАЛЕНИЯ
значения при одинаковой толщине пригарной корки метод Н. Т. Жарова дает
одинаковые работы для пригара 5, 6 и 7-го баллов (см. табл.2), и, наоборот,
для пригара, отделяющегося пластами (5-й балл), величина работы будет
зависеть от толщины пригарной корки, хотя прочность сцепления пригара с
отливкой остается одной и той же. Таблица 3 И.Б. Куманиным предложена классификация пригара (табл.4) в основу которой положено представление о том, что пригар всегда состоит из зерен наполнителя, сцементированных затвердевшей жидкостью. Этой жидкостью могут являтся металл или его окислы, проникшие в поры формы, или легкоплавкие соединения и сплавы, образовавшиеся в результате взаимодействия между окислами металла и формовочными материалами, или, наконец, жидкое вещество может возникнуть в самом формовочном материале за счет расплавления примесей, входящих в его состав, или же за счет образования легкоплавких силикатов. | Классификация пригара по способу его удаления ( по И.Б. Куманину) | 3.Методы количественной оценки пригара. В основу количественной оценки величины пригара положены относительные
величины трудозатрат на удаление пригарной корки двумя видами механического
воздействия: истиранием и ударом. Для количественной оценки трудозатрат на
очистку литые образцы, на которых образовался пригар, подвергают испытаниям
на двух приборах. Первый из них разработан ВПТИлитпромом (г. Ленинград) и
определяет время Тд стачивания пригарного слоя абразивным кругом [4]. 3.1. Методика количественной оценки пригара. Для определения влияния того или иного фактора на образование
пригара необходим метод его количественной оценки. Такой метод может быть
использован при выборе рациональных технических средств (типа очистного
оборудования) или при определении влияния технологических факторов Прибор состоит из двух электродвигателей (типа ДПТ-21-4, N=0,27
квт, n=1400 об/мин и типа АОЛБ-11/2, N=0,08 квт, n=2890 об/мин, имеющего
возможность свободного перемещения вокруг вертикальной оси в горизонтальной
плоскости), червячной пары, передающей вращательные движения от двигателя
исследуемому образцу, абразивного круга и подвижного стального щупа
пластинчатого типа. Прибор работает в полуавтоматическом режиме. При
нажатии на кнопку «пуск» цепь управления замыкается, через обмотку
магнитного пускателя проходит ток, срабатывают контакты магнитного
пускателя, осуществляется одновременный пуск двигателей. Рис.3. Принципиальная схема прибора для количественной оценки пригара По мере воздействия абразива на образец снимается пригарный слой,
обнажается металлическая поверхность и через щуп происходит сначала
кратковременное, а затем все увеличивающееся по мере обработки замыкания
реле времени накопительного типа до тех пор пока сумма времени в
замкнутом состоянии не достигнет времени настройки реле. При времени
накопления, равном времени настройки, в цепи управления размыкаются
контакты, и двигатели автоматически отключаются. Время с момента включения
электродвигателей до их автоматического выключения фиксируется
секундомером. Указанный процесс повторяется до тех пор, пока время
обработки за цикл, замеряемое секундомером, не будет равняться времени
настройки реле, что указывает на отсутствие пригара. Таким образом, время
удаления комплексного пригара равно разности сумм общего времени обработки
образца абразивом, замеряемого секундомером (времени работы
электродвигателей за n циклов), и времени соприкосновения щупа с очищенной
от пригара поверхностью образца, равного произведению времени настройки
реле на число циклов: (3.1) где T – время удаления пригара с образца; t0 ,tn ,tn-1 - время обработки образца за цикл; t – время настройки реле; n – число циклов. При времени обработки за цикл t0, равном времени настройки реле времени t, пригара нет. Исследования проводились на образцах в форме пластин размером 80х80 мм, толщиной 15, 30, 45, 60 мм, заливаемых в блок 80х80х310 мм и разделенных друг от друга стержнем из исследуемой смеси толщиной 40 мм. Работоспособность прибора проверялась при исследовании
пригарообразования на чугунных образцах марки Сч 15-32, отлитых в формы из
жидких само отвердевающих смесей. В исходную смесь вводились добавки:
каменно угольная пыль (1-3%), инден-кумароновая смола (0,25-2,0%),
сульфитно-спиртовая барда (0,5-1,25%), алюминиевая пудра (0,25-0,75%),
мазут (0,5-1,5%), смола С1 (0,25-1,0%), торфяная зола (0,5-1,0%). На рис.2 показано влияние содержания инден-кумароновой смолы и толщины образца на трудоемкость удаления пригара. Увеличение толщины стенки с 15 до 60 мм при применении смеси с добавкой инден-кумароновой смолы в количестве 0,25% приводит к увеличению времени обработки с 2 до 30 сек,а уменьшение содержания добавки с 2 до 0,25% способствует образованию пригара. В результате исследований было выявлено влияние содержания и типа добавок на образование пригара и подтверждена возможность использования данного метода для количественной оценки пригара. 3.2.Определение удаляемости пригара с поверхности отливок с помощью щеток Отливки, полученные в песчаных формах, всегда имеют на поверхности
более или менее прочно с ней связанный слой материала формы, т. е. Пригар. В работах [6] предлагаются классификации пригара, основанные на его
удаляемости с поверхности отливок. Попытка выразить количественно
удаляемость пригара сделана Н. Т. Жаровым [6].Мерилом удаляемости пригара
предложено считать работу,затрачиваемую на его удаление абразивным кругом. Новый прибор для определения удаляемости пригара с поверхности отливок представлен на рис.1.Прибор состоит из основания 1,на которое устанавливается испытуемый образец, стойки 2 и кронштейна 3. В отверстии кронштейна вращается бронзовая втулка 4 со шпонкой 7. Внутри втулки свободно передвигается по шпонке валик 5, на нижнем конце которого закрепляются две щетки 8, изготовленные из проволоки кордной ленты. Валик щетками опирается на поверхность образца под действием силы тяжести. При вращении втулки за рукоятку 6 щетки передвигаются и счищают пригар с кольцеобразного участка поверхности отливки. Для эффективного удаления пригара рукоятка прибора поворачивается попеременно в ту или другую сторону. Так как сила прижима щетки к поверхности отливки, количество и длина проволок щетки, а также площадь, очищаемая от пригара, - величина постоянные, количество «проходов» щетки может служить мерилом относительной оценки удаляемости пригара. Момент окончания процесса удаления пригара в первоначально изготовленном приборе определялся визуально. Прибор показал достаточную чувствительность и повторяемость результатов. Рис. 4. Лабораторный прибор для определения удаляемости пригара Для исследования удаляемости пригара на отливках была разработана
специальная клиновидная технологическая проба (рис.5). Проба имеет тело
переменной толщины и полузамкнутую часть, через которую пропускается
металл. Расположение питателей позволяет размещать модель пробы на
модельной плите у шлаковика или у какой-либо части отливки. При выбивке
проба отделялась от отливки и подвергалась исследованию. Опыты показали,
что для удаления пригара с поверхности образца в месте, имеющем толщину 20
мм, требовалось 15-20 «проходов» щетки при единой смеси и 5-15 «проходов» –
при применении облицовки; при толщине 25мм для удаления пригара требовалось Прибор неприменим на крупном стальном со сплошной коркой пригара, не поддающейся удалению металлической щеткой. Но на мелком и среднем чугунном и стальном литье, особенно в условиях массового производства с преобладанием механического и слабоспекшегося пригара, он может найти применение. Путем экспериментов сопоставлению величин Те и Ауд. со временем
очистки отливок производственными способами получены корреляционные
соотношения, позволяющие рассчитывать относительную величину трудозатрат,
необходимую для удаления исследуемого пригара в производственных условиях 3.3.Прибор для количественной оценки пригара кафедры МиТЛП ВолгГТУ. Количественная оценка пригара на отливках необходима для оценки противопригарного действия различных добавок в формовочную и стержневую смесь и для оценки эффективности противопригарных красок. За единицу измерения пригара целесообразно принять работу, затраченную
на очистку 1 мІ поверхности отливки. Прибор состоит из воронки 1 в которую насыпают стальную дробь
диаметром1,5 –2 мм, стеклянной трубки 2 ,направляющей струю дроби на
исследуемую отливку 3 и ящика 4 ,необходимого для сбора дроби. Дробь сыплется на поверхность отливки с пригаром до тех пор, пока не
будет удалена пригарная корка. где m- масса израсходованной дроби, кг; g- ускорение свободного падения, м/сІ; h- высота падения дроби; а – площадь поверхности отливки очищенной от пригара, мІ |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|