ochenka (Анализ методов оценки сцепления пригара на стальном литье), страница 6

Рис.12. Работа адгезии расплава силиката натрия к твердым металла в зависимости от содержания углерода в сплавах Fe—C

Н а рис. 12 приведена зависимость работы адгезии расплава силиката натрия при 1000° С к твердым железоуглеродистым сплавам от содержания угле рода в последних, полученная на описанной выше установке . При уменьшении содержания в металле углерода до 2%адгезия силикатного расплава скачкообразно проведенная экспериментальная проверка на технологических пробах, имеющих форму ступенчатой плиты, подтвердила, что при уменьшении углерода в сплаве Fe—С до 2% можно получить чистые, без пригара отливки в жидкостекольных формах, не окрашиваемых противопригарной краской. При этом переход от совершенно чистой отливки к отливке, полностью покрытой пригаром, наблюдался при увеличении содержания углерода с 2,2 до 2,8%, т. е. практически тоже скачкообразно.

Описанный метод требует создания довольно громоздкой установки. Кроме того, в ряде случаев этот метод не позволит уловить различие в трудоемкости удаления пригара разного вида. Например, при одинаковой толщине пригарной корки метод Н. Т. Жарова дает одинаковые значения работы для пригара 5, 6 и 7-го баллов (см. табл.4), и, наоборот, для пригара, отделяющегося пластами (5-й балл), величина работы будет зависеть от толщины пригарной корки, хотя прочность сцепления пригара с отливкой остается одной и той же.

В качестве одного из таких методов можно предложить метод определения прочности сцепления эмалевого покрытия с металлом, описанный в работе [7]. Измерения могут быть осуществлены при помощи простой приставки к прибору типа ПТЛ (рис.13) для испытания листового металла выдавливанием.

Стальной цилиндр 1 с крышкой 5, между которыми находится резиновая прокладка 4, соединяется с втулкой 7, вставляющейся в обойму 12 прибора ПТЛ 6 со стороны выдавливающего пуансона 11 вместо съемной матрицы. Образе 8 металла с химическим пригаром зажимают между винтом 9 прибора, он изолируется тонкой резиновой прокладкой 10 и резиновой манжетой втулки 7.

П

Рис.13. Приставка для определения прочности сцепления пригара с металлом

оверхность образца, покрытая пригаром, должна в раствор поваренной соли. К угольному электроду 3 и к зачищенному уголку быть сторону цилиндра /. Внутрь цилиндра через трубку 2 наливают 10%-ный раствор поваренной соли. К угольному электроду 3 и к зачищенному уголку образца присоединяют концы электрической цепи, питаемой через трансформатор переменным током напряжением 2,5 в (можно применять и более высокое вторичное напряжение, но не выше 12в). В цепь, включают миллиамперметр. При испытании в образец вдавливают пуансон и измеряют силу тока, проходящего через образец. Критерием прочности сцепления пригара с металлом может служить величина деформации, при которой сила тока, проходящего через образец, составляет минимальную величину.

Зная толщину слоя пригара и сопротивление внешней цепи, проводников, можно установить суммарную величину площади, которая вследствие определенной деформации оказалась свободной от пригара (площадь отскоков).

Суммарную площадь отскоков 5 рассчитывают по формуле

(3.4.)

где р — удельное сопротивление электролита, равное для 10%-ного раствора NaCI 8,26 ом-см;

q — толщина слоя пригара в см;

J — сила тока в а;

U — напряжение на клеммах питающего прибора трансформатора в В;

R — сопротивление внешней цепи в ом.

Конечно, это не единственный метод измерения прочности сцепления пригара с металлом, который может быть заимствован из других отраслей. Можно определять прочность сцепления по величине разрушения пригарной корки при ударе металлического шарика соответствующего веса, падающего с некоторой высоты.

Исходя из того, что между слоем пригара и металлом всегда находится слой чистых окислов самого металла и что вероятнее всего отрыв пригара происходит по этому слою окислов, одним из авторов совместно с А. М. Ляссом и А. А. Багровым была предложена методика прямого определения прочности сцепления окисных пленок с металлом. Образцы специальной формы окислялись при заданных температуре и атмосфере в течение необходимого времени и охлаждались. Контрольной торцовой поверхностью образцы приклеивали клеем высокой прочности к захватам разрывной машины. После затвердевания клея производили обычное испытание на разрыв и определяли прочность отрыва пленки (в кгс/см²). Многочисленные эксперименты подтвердили высокую точность, чувствительность и воспроизводимость результатов. В частности, этот метод позволил установить резкое повышение прочности сцепления окисной пленки при увеличении содержания углерода в железо углеродистых сплавах более 2%, т. е. подтвердил ранее обнаруженную зависимость адгезии расплава силиката натрия от содержания углерода.

В дальнейшем указанный метод был усовершенствован, и испытаниям стали подвергать образцы, на которых предварительно получали слой пригара, прочно сцепленного с металлом .

Таким образом, довольно простая методика позволяет быстро проводить прямое определение прочности сцепления пригарного вещества с отливкой.

3.6 Прибор Челябинского Политехнического Института

Прибор, созданный в лабораторий технологии литейных процессов Челябинского политехнического института, измеряет удельную работу разрушения Ауд корки пригара ударным воздействием бойка долотчатой формы. Принцип действия прибора основан на том ,что груз 5 скользит по штоку 6, затем достигает упора ,жестко связанного со штоком и бойком 2, боек 2 передает энергию падающего груза на образец 10 ,тем самым отбивая частицу пригара от исследуемого образца .

Зная вес падающего груза и высоту его падения, легко найти работу по удалению корки пригара с поверхности отливки.

Список использованной литературы

1. Берг. П. П. Формовочные материалы. - М.: Машгиз ,1963.- 408с.

2. Валисовский И.В. Пригар на отливках. - М.: Машиностроение,1983.-192с.

3. Васин Ю.П.,Иткис З.Ю. Окислительные смеси в конвейерном производстве

стального литья. - Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1973. - 153с.

1. Н.Т. Жаров .Приспособление для оценки степени пригара на образцах.-Сб. «Вопросы теории и практики литейного производства». Свердловск. Машгиз,1956.-231с.

2. Лясс А.М. Быстротвердеющие формовочные смеси. - М.: Машиностроение, 1965. – 332с.

3. Оболенцев Ф. Д. Точность и качество поверхностей отливок.-М.:Машиностроение,1962.-209с.

4. Получение отливок без пригара в песчаных формах/ С.П. Дорошенко, В.Н. Дробязко, К.И. Ващенко и др. - М.: Машиностроение, 1978.- 206с.

5. Сварика А.А. Покрытия литейных форм. - М.: Машиностроение,1977.- 216с.

6. Черногоров П.В., Васин Ю.П. Получение отливок с чистой поверхностью. - Москва- Свердловск : Машгиз , 1961.- 143с.