2.5 Порядок проведения работы

2.5.1 Ознакомиться с техникой безопасности при проведении эксперимента, т. к. экспериментальная работа связана с расплавленным металлом и высокими температурами. В связи с этим необходимы следующие меры предосторожности:

– обслуживание плавильной печи и заливка форм металлом производится только учебным мастером, который должен быть обеспечен соответствующими спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами согласно существующим правилам техники безопасности;

– шихтовые материалы, загружаемые в тигель, инструменты и приспособления, применяемые в процессе плавки и разливки жидкого металла, должны быть сухими. Студенты к обслуживанию плавильной печи и разливке металла не допускаются и находятся в период этих работ в местах, указанных преподавателем, ведущим занятие.

– рекомендуется также соблюдение общих правил по технике безопасности, указанных во вводном инструктаже перед началом выполнения лабораторных работ.

2.6 Подготовительные мероприятия для выполнения работы:

2.6.1 Проверить состояние технических весов, используемых для взвешивания металлов и компонентов металлошихты, комплектность гирь и разновесов. При необходимости весы уравновесить.

2.6.2 Подготовить исходные металлы и сплавы. В качестве материалов для опытных образцов использовать следующие металлы и сплавы:

– алюминий – Тпл = 660 °С,

– олово – Тпл = 232 °С,

– цинк –Тпл = 419 °С,

– сплав Розе ( 53% Bi – 15% Pb – 20% Sn - 12% Cd) – Тпл = 70 °С,

– эвтектика Sn –38% Pb – Тпл = 183 °С.

2.6.3 Рассчитать объем отливок, который равен объему отливки из алюминия весом 20 г, и взвесить необходимое количество опытных металлов и сплавов.

V = М / d, (2.3)

где М – масса металлошихты, d – плотность сплава.

Полость литейной формы имеет размеры: диаметр 20мм, высота 100мм.

2.7 Расчет плотности сплавов по плотности его компонентов:

С этой целью использовать свойство аддитивности механических смесей и справочные данные по плотности чистых металлов при условии, что сплав представляет смесь компонентов А и В.

V1 – удельный объем компонента А. (100 – х ) % – его концентрация в сплаве.

V2 – удельный объем компонента В. х % – его концентрация в сплаве.

. (2.4)

Подставляя на место удельных объемов сплава и компонентов величины, обратные плотности, т.е. 1/d, 1/d1, 1/d2, можно выразить плотность сплава через плотность компонентов:

. (2.5)

Приготовить следующие сплавы:

– эвтектику Zn – 5 % Al Тпл = 382 °С,

– эвтектику Al –11,7 % Si Тпл = 577 °С.

Плотности (d) алюминия, цинка, олова, свинца и кремния, соответственно, равны 2,7; 7,2; 7,3; 11,3 и 2,3 г/см³.

Объем приготовленных сплавов по условию работы равен объему, который занимает алюминий массой 20 г. в полости литейной формы диаметром

20 мм.

2.8 Порядок проведения работы

2.8.1 Расплавить подготовленную металлошихту и отлить полученные расплавы в литейные формы одинакового размера для визуальной качественной оценки коэффициента поверхностного натяжения (по форме свободной поверхности отливок), склонности к порообразованию (по высоте отливок одинакового объема).

2.8.2 Оценить склонность к деформационному упрочнению опытных металлов и сплавов в соответствии со стандартной методикой по методу Роквелла. Результаты записать в таблицу.

2.8.3 Тигель с отливкой из сплава Розе поместить в камеру плавильной печи, установить задатчик температуры в положение 200 °С и нагревать ее до полного расплавления, после чего отлить на заранее подготовленную разливочную плиту.

2.8.4 Поместить в печь тигли с оловом, оловянно-свинцовой эвтектикой, цинком, эвтектиками алюминий-кремний и алюминий-цинк, закрыть ее и переключить задатчик температуры в положение 400 °С. Выдержать в течение времени, необходимого для расплавления олова и оловянно–свинцовой эвтектики и последовательно отлить их на разливочную плиту, начиная с эвтектического сплава.

2.8.5 Переключить задатчик температуры в положение 500 °С и расплавить цинк и эвтектику алюминий-цинк, после чего их также отлить на разливочную плиту.

2.8.6 Поднять температуру в печи до 750 °С, выдержать в течение времени, необходимом для расплавления эвтектики алюминий-кремний и чистого алюминия. Отлить расплавы на разливочную плиту.

2.8.7 После полного остывания опытных отливок до комнатной температуры перевести их контуры на плотную бумагу, промаркировать отпечатки и произвести взвешивание на технических весах. Записать полученные результаты в таблицу.

2.8.8 Взвесить отливки и рассчитать коэффициент использования металла, результаты также записать в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты определения литейных свойств и КИМ

№	Мате- риал	Sотл, мм2	hисх, мм	hкон, мм	Δε, %	Нисх, МПа	Нкон, МПа	ΔН, %	Мш., г	Мотл, г	КИМ, %

Где S отл. – площадь растекшейся капли; h исх. – исходная высота отливки; hкон – высота отливки после осадки; Δε – степень деформации отливки при осадке; Н исх. – твердость отливки в исходном состоянии; Н кон. – твердость отливки после осадки; ΔН – степень деформационного упрочнения; М ш. – масса шихты; М отл. – масса отливки; КИМ – коэффициент использования металла.