Исследование прочностных свойств оболочковой формы в зависимости от технологических параметров и состава смеси, страница 7

5.2.   Теория метода.

Для определения теплопроводности кокильных красок используется метод разработанный А.И. Вейником. Суть метода состоит в том, что при использовании красок с различными теплофизическим  свойствами изменяются условия затвердевания отливки.

Основным параметром, характеризующим тепловое состояние формирующейся отливки, является величина удельного теплового потока, проходящего из отливки в форму. Этот параметр определяет темп развития процесса формирования отливки. Если зазор между отливкой и формой заполнен только слоем кокильной краски, то величина теплового потока, проходящего из отливки в форму, определяется по формуле

                                        (9)   где  - температура поверхности отливки;

 - температура внутренней поверхности формы.

Полное количество теплоты, проходящей из отливки в форму за время , равно: , или

                               (10)

где  - площадь поверхности соприкосновения отливки и формы.

Из формулы (10) находится коэффициент теплопроводности краски. Имеем

                            (11)

Разность температур  в формуле обозначены через , т.е. .

Количество отданной металлом теплоты кристаллизации может быть определено по весу затвердевшего металла. Время выделения теплоты кристаллизации  равно времени полного затвердевания металла . Количество теплоты определяется по формуле

                                        (12)

где  - вес отливки;

 - удельная теплота кристаллизации отливки;

 - количество теплоты, потерянной поверхностью отливки в окружающую среду.

Величина  состоит из тепла , передаваемого соприкосновением, и тепла , передаваемого лучеиспусканием

                                            (13)

Количество теплоты  определяется по формуле

                                   (14)

где  - температура кристаллизации отливки;

 - температура окружающей среды;

 - коэффициент теплоотдачи сопротивления.

Количество теплоты  определяется по формуле

                              (15)

где  - коэффициент излучения свободной поверхности отливки.

Пользуясь формулами (9-15), производится вычисление количества теплоты и определяется коэффициент теплопроводности краски.

5.3.   Методика проведения лабораторной работы.

Для вычисления коэффициента теплопроводности краски измеряются толщина краски, температура внутренней поверхности кокилей и жидкого алюминиевого расплава.

Заливка кокилей, облицованных исследуемыми красками, производится сплавами на базе алюминия. Перед нанесением краски поверхность металлической формы нагревается до температуры 150-200 С. Более высокая температура нагрева приводит к растрескиванию и отслаиванию краски, а более низкая - к ее стеканию. Нагрев кокилей производится в лабораторной печи с вращающейся полкой. Краска на поверхности кокиля наносится кистью или из пульверизатора. Толщина слоя испытываемой краски  определяется замером с помощью микрометра. Испытание проводится после второй заливки кокиля, т.к. первая после нанесения краски заливка формы металла сопровождается газовыделением, вследствие выгорания краски и удаления из нее влаги. В условиях первой заливки между поверхностью расплавленного металла и краской образуется газовая подушка, обладающая большим термическим сопротивлением, что ведет к искажению значений коэффициента теплопроводности. При последующих заливках газовыдиление не наблюдается и этим опытам соответствует истинное значение теплопроводности.

Для проведения эксперимента используется лабораторная установка

 

                         6                                                        ЭПП-05

                                                 5

                                                                         

4            7