Получение плотных отливок. Особенности взаимодействия отливки и формы, страница 25


Таблица 15.1. Время до образования трещин в безопочных формах*1 в зависимости от вида заливаемого сплава, диаметра dо отливки и соотношений h/dо, A/dо, B/dо

Опыт

dо, мм

h/dо

A/dо

B/dо

Время до образования трещин, с, от момента окончания заливки

Алюминиевый сплав А 7

1

30

5

2

5

6

2

30

5

3

5

31

3

30

5

4

6

413

4

30

5

5

7

––*2

5

60

2,5

2

3

7

6

60

2,5

3

4

180

7

60

2,5

4

5

502

8

60

2,5

5

6

896

9

60

2,5

6

7

––*2

Серый чугун

10

30

5

2

4

Во время заливки

11

30

5

4

6

5

12

30

5

6

8

33

13

30

5

8

10

128

14

30

5

10

12

177

15

30

5

12

14

240

16

60

2,5

2

3

Во время заливки

17

60

2,5

4

5

11

18

60

2,5

5

6

21

19

60

2,5

6

7

38

*1 Размеры формы: h — высота; А — размер верхнего основания формы; В — то же, нижнего.

*2 Трещины не возникли

Однако путь предотвращения трещин уменьшением массы отливок в форме является нерентабельным. Реальным является путь уменьшения термических напряжений за счет введения органических выгорающих добавок, которые используются для предотвращения появления ужимин (см. подразд. 15.5.2).

382


Очевидно также, что, начиная с некоторого размера безопочных форм необходим возврат к опокам, при применении которых проблема трещин не возникает. Одним из способов решения проблемы возврата к опокам является использование боковых прижимов. Эксперименты на реальных безопочных формах при изготовлении чугунных отливок показали, что с увеличением усилия прижима время до образования трещин растет (рис. 15.22).

Рис. 15.22. Зависимость времени τ до образования трещин от усилия Р прижима

В экспериментах использовали динамометр, который позволял форме расширяться в боковых направлениях. На рис. 15.23 представлена зависимость между перемещением ∆, которое реализует расширяющаяся форма, и усилием Р, которое фиксирует динамометр. Начинаются прямые перемещения от предварительного усилия, которым нагружался прижим до начала заливки. Конечные состояния при каждом предварительном усилии соединены прямой, уравнение которой

∆ = 8,7–3Р.                                                  (15.5)

Из уравнения (15.5) следует, что при усилии прижима, равном нулю (Р = 0), перемещение формы ∆ составляет 8,7 мм, или ;0,9 % размера формы (950 мм). Перемещение формы будет равно нулю, если предварительное усилие, которым нагружается прижим и которое будет подавлять расширение формы, составит 2,9 кН.

Следует заметить, что прижим должен обеспечивать подавление расширения до момента выбивки. При разгрузке практически любой момент происходит образование трещины и разрушение кома.

Рис. 15.23. Зависимость перемещения ∆ формы от усилия Р прижима

383