Теплоаккумулирующая способность металлических форм (ко­ килей) выше такой же характеристики песчаных форм, поэтому при литье в разовые песчаные формы при прочих равных условиях мож­ но получать отливки с более тонкими стенками, чем при литье в кокиль.

Недостаточная газопроницаемость формы затрудняет удаление находящегося в полости формы воздуха и образующихся газов. Это тормозит продвижение потока вперед и снижает жидкотекучесть. Увеличение шероховатости стенок формы увеличивает поверхность контакта расплава с формой, ускоряет кристаллизацию и ухудшает жидкотекучесть.

10.1.5.Влияние технологических условий литья

Ктехнологическим условиям литья, влияющим на жидкотеку­ честь, относятся температура расплава и формы, уровень давления (металлостатический напор, внешнее избыточное давление, вакуум), методы обработки расплава (рафинирование).

Повышение температуры заливаемого в форму расплава увели­ чивает запас тепла и благоприятно сказывается на жидкотекучести (рис. 114). Кроме того, с ростом температуры уменьшается микроне­ однородность расплава и облегчается удаление неметаллических

включений и газовых пузырей (за счет снижения вязкости), что так­ же улучшает жидкотекучесть.

Вто же время повышение температуры усиливает окисление

игазонасыщенность расплава, что ухудшает жидкотекучесть спла­ вов, склонных к окислению и газонасыщению.

Эффективным способом повышения жидкотекучести является подогрев формы. Температура нагрева формы ограничивается техно­ логическими возможностями, стойкостью оснастки и необходимо­ стью обеспечения оптимального времени охлаждения. При кокиль­ ном литье без предварительного подогрева формы полное заполне­ ние всех полостей практически невозможно.

Воздействие давления на жидкотекучесть определяется спосо­ бом приложения давления. При всестороннем давлении (литье в ав­ токлавах) усиливается интенсивность теплоотвода из-за более плот­ ного контакта металла с формой, что приводит к снижению жидкоте­ кучести. Так, при 0,5 МПа (5 ат), по данным Н.Н. Белоусова

и Л.Я. Кашевник [27], жидкотекучесть уменьшается в 2 раза а при 5 МПа (50 ат) - в 3 раза. У некоторых широкоинтервальных сплавов наблюдается почти полная потеря жидкотекучести. Если же давление используется для заполнения формы (литье под давлением, литье под низким давлением, некоторые способы литья с кристаллизацией под давлением), то жидкотекучесть в значительной степени возрастает. При литье под давлением известен способ получения отливок из сплавов, находящихся в кашеобразном состоянии.

Перегрев над температурой ликвидус At, °С

Рис. 114. Влияние температуры расплава на жидкотекучесть сплавов

Наличие вакуума в процессе заливки может увеличить или уменьшить жидкотекучесть. С одной стороны, разряжение в форме повышает напор металла и уменьшает теплоотвод, что улучшает жидкотекучесть. С другой стороны, вакуумирование резко усиливает выделение газов из расплава, что ухудшает жидкотекучесть. Как правило, заметно улучшается жидкотекучесть при заливке в вакууме только у сплавов, в состав которых входят легко окисляющиеся, пленообразущие металлы.

Раскисление и рафинирование расплавов, уменьшающее коли­ чество неметаллических включений и газов, повышает жидкоте­ кучесть.

10.1.6. Расчет жидкотекучести

Жидкотекучесть можно определить и аналитическим путем. Для такой оценки жидкотекучести предложено несколько соотношений, учитывающих влияние ряда факторов: физических свойств сплава, свойств литейной формы, технологических параметров литья, гео­ метрических параметров пробы.

По А.Н. Рыжикову [I], для прутковой пробы жидкотекучесть определяется по формуле

Ак = (К/ПХр/а)[с(/мя - 4 ,ж) + £ ] / ( С - ' ! р),

где V, П - объем прутка пробы и периметр его сечения; р - плотность сплава; а - средний коэффициент теплоотдачи с поверхности распла­ ва; с - теплоемкость сплава; Q - теплота кристаллизации; t ^ , /н ж _ температура соответственно заливаемого расплава и нулевой жидко­ текучести; t„, tQ - средние температуры жидкого металла и формы.

Б.Б. Гуляевым [4] для спиральной пробы предложено следую­ щее уравнение:

где А, В - коэффициенты, имеющие постоянные значения для данно­ го сплава и материала формы; R - радиус канала; Н - металлостати­ ческий напор; At - перегрев расплава над температурой ликвидуса; Yj^i ~ сумма потеря напора.

По М. Флемингсу [15], жидкотекучесть определяется как

где ps - плотность сплава; г - радиус канала; v - скорость потока;

Тм, 7ф - температура расплава и формы; АТ - величина перегрева;

Q - теплота кристаллизации; с' - теплоемкость расплава; h - тепло­ вое сопротивление на границе раздела «форма - металл».