Бураков (550672), страница 19
Текст из файла (страница 19)
И. Вейником и В. Р. Ровкачом изучено анодирование алюминиевых сплавов АЛ9 и АЛ11, которые обладают высокими литейными и удовлетворительными механическими свойствами [241. а) Рнс. «0. Схема аноднровании алюминиевого образца (а) н алюминиевых какнлея (б)з а — ! — электролит. 2 — ванна; 2 — электрод; а — место установки термопары; Э— образец; б-1 — кокилэ; 2 — электролит; 2 — наставноб кожух; а — деревнниаи 'за- глушка 9! Постоянные тонкослоОные покрытия хг р,в 240 гоо 100 120 ВР 40 0 7000 2000 хз, мм О) ~р,о 24 20 72 В 70 го Ргоос,;Б В) 004 оовхг,мм о '- Р) ОООО З,с Р хг, мм 0,2 01 о гоо 4000770еня/мг 0 Ог од ов 4вмО,~, г) Р) Рис.
47. Влияние заспинных йаатерев на процесс анелираванив Толщина анодной пленки зависит от многих факторов. С уменьшением температуры электролита толщина анодного слоя возрастает. Однако более важное значение имеет не температура электролита, а температура кокиля в зоне образования слоя. В связи с этим целесообразно охлаждать ие ванну с электролитом, а анодируемое изделие. Схема процесса представлена на рис. 40, где аиодируемый образец 5 подвергается снизу интенсивному охлаждению. Влияние других факторов на процесс анодирования показано на рис.
41. Повышение напряжения сверх 100 — 120 В не способствует увеличению толщины покрытия Хз. Процесс считается законченным, когда напряжение достигает 120 В (рис. 41, б). Влияние концентрации электролита видно на рис. 41, о: с увеличением концентрации Нв504 толщина покрытия Хз падает. Опытным путем установлено, что анодирование следует проводить при плотности тока 0,05 — 0,1 А/м', по мере роста Хз плотность должна уменьшаться до 0,02 — 0,03 А/и'. Количество затраченного электричества Ч" непосредственно связано с толщиной пленки. На рис. 41, г кривые 1 — 4 относятся к электролиту с концентрацией серной кислоты соответственно 5, 1О, 20 и 40есз. Во всех случаях плотность тока равна 0,05 Аlмз, температура образца не выше 293 К, содержание магния в сплаве 0,7%.
Эта примесь существенно влияет на Хз (рис. 41, д). Места кокиля, которые соприкасаются с электролитом, но не подлежат аподированию, окрашивают кислотостойким лаком ХВЛ-21 или АК-20. Катод делают из свинца; площадь его поверхности примерно в 1О раз меньше анодируемой площади. Температура электролита ие должна превышать 293 К. Кокиль 92 Основы теории кокосовых оокрытиа перед анодированием обезжиривают вначале органическим растворителем, затем щелочным раствором и промывают водой.
Описанным методом получают покрытия толщиной 0,25— 0,3 мм. Слой до 5 мм можно получить при кернении или фрезеровании защищаемой поверхности. Глубина фрезерования соответствует необходимой Х», ширина канавок 0,25 — 0,5 мм, толщина гребешков 0,5 мм. Анодированные кокили в процессе эксплуатации защищают разовым или полупостоянным покрытием. В.
РАЗОВЫЕ ТОЛСТОСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ (ОБЛИЦОВКИ) Основой современной технологии литья в кокили с толстослойным покрытием (облицованные кокили) являются сыпучие смеси на фенолформальдегидном термотвердеющем связующем (143 1. Именно на таких смесях работают в отечественной и зарубежной промышленности автоматизированные и комплексно- механизированные линии. В качестве минеральной основы смесей используют кварцевые пески 1К010 и 1К016 либо цирконовый концентрат; содержание связующего 2,0 — 3,0',4. Для облегчения съема облицованного кокиля с модели и повышения прочности отвердевшей облицовки рекомендуется вводить 0,05 — 0,2»6 стеарата кальция. Очистка кокиля от остатков выгоревшей облицовки облегчается при вводе в смесь 0,3 — 0,5',4 скрыто- кристаллического графита и О,1 — 0,5',4 борной кислоты.
В связи с использованием пескодувного способа для нанесения облицовки песчано-смоляная смесь должна представлять собой плакированный песок. В пескодувном процессе механическая смесь склонна к сегрегации. Технология <холодного» и «горячего» плакирования подробно описана в специальной литературе. Увлажненный плакированный песок имеет склонность к комкованию: смесь приобретает некоторую прочность при сжатии.
Между влажностью и прочностью при сжатии существует почти линейная зависимость (рис. 42, а). Смесь не комкуется, если предел прочности при сжатии не превышает 0,2 10' Па. Влага снижает прочность смеси в отвердевшем состоянии. Предел прочности отвердевшей смеси при растяжении должен быть 10 1О' — 15 ~ Х 10' Па (из совместной работы с В. Н. Кобринской).
Отработанная песчано-смоляная смесь поддается регенерации путем прокаливания при 1120 †11 К в окислнтельной атмосфере [67 ). Облицовочные смеси, изготовленные на прокаленном кварцевом песке, в отвердевшем состоянии обладают более высокой прочностью, чем смеси на свежем песке (рнс. 42, б). Механическую теплостойкость песчано-смоляных облицовок исследовали на специальной технологической пробе. Проба представляла собой пластину с пятимиллиметровым углублением, Рачааые толстослоцные покрытия 1облицоеки) бом'70, По 10 бр 70, По смэ 700 00 ВО 70 00 50 40 ,70 20 70 20 12 15 0 70 00501075 % 2 2,5 5% 0 Плотность сеяэующее пк-7ОВ 0) 700 200 000 400 500 С бремя В) Рнс.
49. Свойства облнцовочмой смеси н облицовки: о — зависимость прочностн прн сжатнн неотвердевшего плакнрованного кварцевого песка от содержанмя влаги; б — влнянне термической обработкн кварцевого песка на прочность прн растяженмн песчано-смоляной смеси в отвердевшем состояннн (1 — нскоднмй песок; 2 — прокаленный песок); а — гааотворная способность прн нагреве облнцовочной смесн, содержащей 9% связующего ПК-104 (крнвме 1, 1' н 1" прв 1470, 1170 н 970К соответственно), н смеси для обшгочковмк форм, содержащей 6% ПК.104 (крнвая 2 прн 1470К) Такая пластина обеспечивала жесткое защемление облицовки по контуру, что соответствует реальным условиям температурного нагружения.
Облицовку нагревали с помощью двух силитовых стержней, расположенных в горизонтальной плоскости. Температура в межстержневом пространстве составляла 1620 К. После выдержки над стержнями в течение 30 с пробу охлаждали до комнатной температуры. Обгоревший слой с поверхности облицовки снимали мягкой кистью. Механическую теплостойкость оценивали по величине П(, обратной объему обгоревшей смеси.
На рис. 43 приведены результаты, полученные в опытах с различными облицовками. Отчетливо видно, что с увеличением содержания связующего (применяли фенолформальдегидную смолу ПК-104) механическая теплостойкость существенно возрастает, причем увеличение теплостойкости больше, чем увеличение прочности при стандартном испытании на разрыв. Влияние же стеарата кальция не существенно. Теплостойкость облицовки, определенная по описанной методике, весьма чувствительна к концентрации отвердителя смолы-уротропина: с увеличением концентрации теплостойкость падает. Аналогично изменяется и прочность при нормальной температуре (рис. 43, В). ' Изменение степени твердения облицовки 'в условиях испытаний достигается различной температурой металлической части образца при постоянном времени твердения (60 с).
Опыты показали, что недоотвердевшая облицовка, независимо от минеральной Основы теории кокилоных покрытий 0„70 мм -3 ор 70,0а -5 и 00 05 7,7г '-к 1 Ог 050 огг Огг пап О г Ч 0 0 70 )( 7(обабка оропгРопома к т-704 1п~ Огио 70,0 И И П --'и' Б "' 0075 005 0,75 и Чгг ЧЧЗ Чггк 0~ г) г 5 Ч % Ягой ччг 475к О) Рис. Яз. Влияние коицеитрации связующего (л), стеарата кальция (О), добавки уротропииа к связующему ПК-104 (е), степени отвердеваиия облицовочиой смеси иа кварцевом (г) и диетеисиллимаиитовом песке (д) иа прочность и и мехаиическую теплостойкость Пг облицовки 1 основы, имеет повышенную механическую теплостойкость (рис.
43, г, д). Объясняется это пластическим течением не полностью <сшитого» полимерного связующего и релаксацией температурных напряжений. Дилатометрическими исследованиями установлено, что температура, при которой песчано-смоляная облицовка полностью теряет прочность, составляет 670 — 770 К. И этот показатель теплостойкости мало зависит от концентрации связующего, природы и зернистости минеральной основы 160]. Таким образом, показатели механической теплостойкости зависят от методики испытания.
Целесообразность использования тех или иных показателей зависит от конкретных условий работы покрытия. Данные о термохимических свойствах песчано-смоляных облицовок приведены в виде графика на рис. 42, в и в табл. 6. Кривые выражают газотворную способность при прокаливании в «собственной» атмосфере 2 г отвердевшей смеси. С увеличением температуры пиролиза окислительная способность газовой фазы по отношению к железу падает [68].
Разовью толстослобиьи нокрытич (облицовки) Таблица 6 Состав газов, выделяющихся при нагреве в «собственной» атмосфере облицовочной смеси, содержащей 3% связующего ПК-104 Свдержанне газов, % Теннерагура нагрева, К СОа СО На С Н 970 1170 1470 1,7 6,0 2,3 18,9 6,2 1,0 8,6 11,0 22,6 22,9 22,8 40,0 48,0 48,9 3,6 З,З 0,2 В отдельных случаях в качестве облицовок кокилей применяют жидкие самотвердеющие, пластичные холоднотвердеющие и керамические смеси. Рецеп туры таких смесей и их термофизические, термомеханические и термохимические свойства аналогичны составам, применяемым для получения объемных литейных форм, поэтому соответствующие сведения могут бытьь почерпнуты из обширной специальной литературы. Конкретные данные относительно тех иесыпучих смесей, которые нашли применение в практике литья н облицованные кокили, приводятся в гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
