Влияние температуры заливки сплава в форму на его жидкотекучесть

Цель работы.

Изучить зависимость жидкотекучести от температуры залива­емого в форму сплава.

Оборудование, материалы, инструмент. Электропечь для плавки сплава. Формовочная или стержневая смесь, формовочный инструмент, опоки. Модель спиральной пробы. Хромель-алюмелевая термопара Ø2∙10^-3…3∙10^-3 м.

Задание

1. Изучите последовательность операций по определению жидкотекучести.

2. Ознакомьтесь с оборудованием, материалами и инструментами, используемыми в работе.

3. Проведите эксперимент по определению жидкотекучести.

4. Проведите обработку полученных данных по методике указанной ниже.

5. Составьте отчет.

Общие сведения

Жидкотекучесть - способность сплава заполнять полость фор­мы и четко воспроизводить контуры отливки. Она зависит от поверхностного натяжения сплава, его вязкос­ти, загрязненности неметаллическими включениями, химического состава, склонности к окислению, теплоотводящей способности формы, температуры и др.

Понижение температуры сплава повышает вязкость и она ста­новится настолько большой, что металл или сплав прекращают свое течение в полости формы. Температура, при которой проис­ходит остановка струи сплава, называется температурой нулевой жидкотекучести.

Различные литейные сплавы даже при умеренном перегреве, легко достижимом в производственных условиях, имеют вязкость мало отличающуюся от вязкости воды. Однако при заполнении фор­мы сплав быстро остывает; при этом вязкость его возрастает, а подвижность падает. Чем больше теплоемкость и меньше теплопро­водность сплава, тем медленнее охлаждение и больше его жидкотекучесть. Поверхностное натяжение сплава влияет на смачивание стенок формы и, следовательно, заполнение узких каналов.

Большинство сплавов не смачивают стенок формы, поэтому требуется дополнительный металлический напор, чтобы преодолеть капиллярное противодавление. При смачивании сплавом формы уве­личивается поверхность контакта, ускоряется охлаждение сплава и уменьшается его жидкотекучесть.

Окисные пленки в сплаве более существенно снижают жидко­текучесть, чем поверхностное натяжение.

Порядок выполнения работы

Жидкотекучесть литейных сплавов определяют с помощью различных методов и технологических проб. Технологические пробы на жидкотекучесть – это литейные формы с полостью в виде каналов.

Наиболее распространен способ определения жидкотекучести по технологической спиральной пробе – спираль Керри (рис. 1.1). Мерой жидкотекучести яв­ляется степень заполнения полости формы сплавом, т.е. длина полученной спирали. Длину и площадь сечения полости формы дела­ют такими, чтобы металл не заполнил всю полость до конца.

Рис. 1.1. Технологическая спиральная проба – спираль Керри: 1 – чаша, 2 – стояк, 3 – металлоприемник, 4 – спиральный канал, 5 - выступы

Форму для пробы (рис. 1.2) изготавливают в парных опоках 1 и 2 со штырями 3 и 6 и устанавливают под заливку строго горизон­тально, по уровню.

Рис. 1.2. Разрез литейной формы со спиральной пробой на жидкотекучесть

Металл, который заливают через литниковую систему 4 и 5, поступает в металлоприемник 7 и затем в полость формы 8. При такой конструкции литниковой системы поступление металла в по­лость формы обеспечивается с постоянной скоростью.

На модели спирали (и соответственно в форме) имеются от­метки, расположенные через 0,05 м, что позволяет замерить дли­ну спирали.

Полученная длина литой спирали, выраженная в метрах, и яв­ляется характеристикой жидкотекучести сплава. Для определения жидкотекучести сплава необходимо изготовить три формы по модели спирали. Расплавить сплав и перегреть его. Измерить температу­ру сплава в печи термопарой погружения. Каждую форму заливать сплавом при разной температуре с интервалом 40 - 50 °С с таким расчетом, чтобы последняя форма была залита при температуре не ниже температуры плавления сплава. После выбивки литых спиралей из форм, провести измерение их длины, а данные занести в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Определение жидкотекучести сплава

Сплав	Температура заливки, °С	Длина спирали, м	Среднее значение длины спирали, м
ЦАМ 10-5

Содержание отчета

1. Кратко опишите методику определения жидкотекучести.

2. Приве­дите эскиз разреза формы для спирали.

3. Занесите эксперименталь­ные данные в табл.

4. Постройте кривую зависимости жидкотекучес­ти от температуры заливки металла в форму.

5. Сделайте выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Назовите факторы, влияющие на жидкотекучесть сплава.

2. Выделите основной фактор, влияющий на жидкотекучесть.

3. Какие дефекты образуются в отливке при плохой жидкоте­кучести?

4. Назовите технологические приемы, которые применяются в литейном производстве для повышения жидкотекучести.