Получение плотных отливок. Особенности взаимодействия отливки и формы, страница 13

Объемная усадка в жидком состоянии учитывается полностью (в запас), несмотря на то, что частично она компенсируется из стояка. При определении суммарной объемной усадки принимается, что при переходе из жидкого состояния в твердое у всех сплавов системы Fe —С объемная усадка составляет 3 %. На каждый 1 % снижения содержания углерода в чугунах, начиная с 4,3 % (эвтектический чугун), усадка увеличивается на 0,9 %. При выделении 1 % графита происходит расширение чугунов на 2 %.

Реально в аустените чугунов растворено 1,6 % углерода. Объемный коэффициент термического сжатия чугунов в жидком состоянии

.

С учетом реальных данных получены следующие уравнения:

 = n_у[6,9 – 0,9С_экв.ср + (0,009 + 0,003С_экв._ср) (Т_{зал max} – Т_л)];                 (14.9)

 [10,1 – 2,9С_экв._ср + (0,009+0,003С_экв._ср)( Т_{зал max} – Т_л)];                     (14.10)

 = n_у[9,3-2,9С_экв._ср +(0,009+0,003С_экв._ср)( Т_{зал max} – Т_л)],                     (14.11)

где ,   — суммарная объемная усадка в жидком состоянии и при затвердевании соответственно белого, серого и высокопрочного чугунов; С_{экв ср} — средний углеродный эквивалент, С_экв.ср = C + ¹/₃Si,; Т_{зал mах}, Т_л— соответственно максимальная температура заливки и температура ликвидуса чугунов. По данным [17]

Т_л= 1670-124С_экв._ср.

Уравнения (14.9) —(14.11) справедливы для поточно-механизированного производства и коэффициента п_у= 1. Для автоматизированного производства из-за большей жесткости литейной формы п_у = 0,8. Уравнение (14.11) справедливо при п_у = 1 и модифицировании магниевой лигатурой ФСМг5 — ФСМг8 в ковше. При модифицировании в литейной форме значения усадки в уравнении (14.11) следует уменьшить в 1,25 раза, т.е. п_у = 0,8.

358

14.5.4. Расчет холодильников

Аналитический расчет наружных холодильников представляет собой трудную задачу. Поэтому рассмотрим приближенный (прикидочный) расчет их массы. Для этого примем допущение, что вся теплота перегрева и теплота затвердевания теплового узла отводятся только холодильником (формой отводится значительно меньше).

Составим уравнение теплового баланса

с₁т_о(Т_зал – Т_л) + S_эфm_о = c_xm_x(T_к.х – Т_нх),                                (14.12)

левая часть которого характеризует теплоту, отдаваемую тепловым узлом, а правая — теплоту, которая нагревает холодильник от начальной Т_н.х до конечной Т_к.хтемператур. Остальные параметры, входящие в уравнение теплового баланса (14.12), означают следующее: с₁, и с_х — теплоемкости соответственно теплового узла и холодильника; m_о и т_х — массы теплового узла отливки и холодильника; Т_зал, Т_л — соответственно температура заливки и температура ликвидуса материала отливки; — эффективная теплота кристаллизации материала отливки.

Из уравнения (14.12) легко определяется масса холодильника, а затем его размеры. Можно также воспользоваться рекомендациями, приведенными в табл. 14.8.

Таблица 14.8. Размеры холодильников для некоторых тепловых узлов

отливки (см. рис. 14.2)

Узел	Размеры узла, мм		Размеры холодильника, мм
	hу	Dв.о	hx(dx)	bx
Фланец	Менее 40	—	(0,5...0,6) hу	—
Т-образный	Менее 25 Более 25	Менее 25 Более 25	(0,5...0,8)Dв.о (0,5...0,8) Dв.о	–– ––
Т-образный, захоложенный с двух сторон	Менее 20 Менее 20 Более 20 Более 20	Менее20 Менее 20 Более 20 Более 20	(0,5...0,6) hу (0,3...0,4) hу (0,5...0,6) hу (0,3...0,4) hу	–– –– –– ––
Т-образный, захоложенный с одной стороны	Менее 20 Менее 20 Более 20 Более 30	Менее20 Менее 20 Более 20 Более 20	(0,5...0,6) hу (0,5...0,6) hу (0,6...0,8) hу (0,6...0,8) hу	(2,5...3) hу (2...2,5) hу (2,5...3) hу (2...2,5) hу

Определение массы и размеров внутренних цилиндрических и спиральных холодильников описано в подразд. 14.2

359