Иванов (550688), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Отметим, что оболочковая форма обладает низкой эффективной теплопроводностью и она увеличивается с увеличением температуры. Например, теплопроводиость кварцевой оболочки 0,29 Вт!(м 'С) при 600'С, 0,85 Вт!(м 'С) при 1100'С, 0,56 Вт'(м 'С) при 1500 'С. Оболочковые формы, как правило, заливают горячими и поэтому нельзя отрывать прокаливание их от заливки. Температура формы должна быть при заливке сплавов: на основе железа 800 — 900'С, иа основе никеля 900 — 1100 'С, на основе меди 600 — 700 'С, на основе алюминия и магния 200 — 250'С.
При заливке сплавов на основе меди, алюминия и магния оболочки после прокаливания охлаждают. Главные источники газов: модельный состав (табл. 6.25), впитавшийся в оболочку, и продукты деструкции связующего (85, 86). Процесс их удаления состоит из двух стадий: газификации и сжигания продуктов деструкции; выжигания углерода, отложившегося в капиллярах оболочки. Цвет излома полностью прокаленной оболочки белый илн розовый. Цвет излома от черного до серого — признак того, что в капиллярах есть углерод и оболочковая форма недостаточно газопроницаема; полученные отливки поражены газовыми раковинами и имеют повышенное содержание углерода в поверхностном слое стальных отливок. Таблица б.25 Содержание модельного состава и углерода в образцах оболочек после выплавлеиив Количсство модельного состава Содержание углерода, ',4 к массе оболочки Теилоноснтель г/кг обо- лочки М к массе оболочки Вода, 97 — 99 'С Модельный состав, 125 — !30'С Воздух (поток), 170 — 180*С 3,8 7,0 5,1 3,0 — 3,2 5,8 — 8,0 4,2 — 4,4 38 70 51 235 Отметим, что чрезмерная прочность оболочки может привести к трещинам в отливках вследствие торможения их усадки.
К оболочке, представляющей собой капиллярно-пористое тело, теплота может быть передана излучением (радиацией), конвекцией, теплопроводностью или сочетанием этих процессов. Состав газов в печи должен быть окислительным, чтобы выгорели все остатки модельного состава и продукты деструкции связующего, включая углерод. Продукты сгорания следует непрерывно удалять из области нагрева оболочек. С этих позиций рассмотрим печи для прокалнвания оболочковых форм.
$;и Рис. а.га. Термограммм иагрева оболочек в вро- 'ходиой ллектропеч» сопротивлеиия (г и Пг и проходкой газовой печи (3 и 4> ппп (пп Электрические печи. В печах сопротивления оболочковые формы получают теплоту излучения ппп от спиралей и кладки печи. При этом теневые части форм непосредственно не получают теплоту, в результате чего неизбежно сог гпп вдается температурный градиент и пп ( гп х гп я.
в различных частях оболочки' и замедляется процесс нагрева (рнс. 6.28). Последний особо длнтелен при прокаливанин оболочек в опорном наполннтеле, масса которого в 8 — 16 раз больше массы оболочек. В электропечах трудно поддерживать избыток кислорода, необходимый для окисления продуктов деструкции остатков модельного состава, связующего н углерода. Электрические печи сопротивления мало пригодны для прокалнвания оболочек и совершенно непригодны, когда применя(от выжигаемые модели; нх заменяют газовыми. Газовые печи. В печах этого типа также теплота передается, главным образом, от горячих газов более холодным оболочкам или опокам.
Но в отличие от нагрева в электрических печах газы омывают оболочки и опоки, и нет теневых участков (см. рис. 6.28). При этом в газовых печах легко поддерживать необходимый окнслительный состав газов, Особенно интенсивно протекают процессы при 550 — 600'С, газифицнруется и сгорает модельный состав, и при 800 — 900 'С, выгорает углерод нз оболочки. При прокалнванин в опорном наполннтеле требуется теплота для нагрева последнего и затрудняется доступ кислорода к оболочке.
Это увеличивает продолжительность прокаливання прймерно в 10 раз по сравнению с прокаливанием истинных оболочек. Лучший режим нагрева в газовых печах — мягкий; он возможен прн нижних (рис. 6.29) топках, так как это обеспечивает рециркуляцию газов, что снижает расход топлива в отличие от печей только с острым верхним нагревом. Газы при движении нз нижних топок вверх увлекают часть отходящего газа, смешиваются с последним и таким образом осуществляется рециркуляция. Прн движении газа и продуктов сгорания вниз происходит передача теплоты оболочкам или опокам, установленным на поддонах. Между днищами поддонов предусматривают промежутки 50 — 60 мм для осуществления рециркуляции и удаления отходящих газов через боров в дымовую трубу.
Через верхние горелки вдувают газ с избытком воздуха только для горения модельного состава и углерода. Устройства для ввода в печь поддонов с оболочками и извлечения нх из печи аналогичны применяемым в проходных электропечах. Дверки поднимают и опускают с помощью редукторов с электромо- 236 Рнс. 6.26. Схема тазовой прокалочиой печи торами, причем электрическая схема такова, что невозможно открыть дверь А при открытой двери Б, чтобы в работающей печи не нарушать движение газов и не создавать неконтролируемого подсоса воздуха 147).
Печи с высокотемпературным псевдоожиженным слоем огнеупора. Схема такой печи с устройством для заливки ь охлаждения оболочек (без механической части и крышек) приведена на рис. 6.30 119). Топливом служит газ, поступающий через трубки 1 в слой электрокорунда 2 с зернами размерами 0,1 — 0,12 мм. Газ в смеси с воздухом нагревает электрокорунд и вызывает его акипение».
Оболочковые формы с закрытыми воронками устанавливают в решетчатую кассету и погружают в нагретый до 900 — 1000'С псевдокипящий электрокорунд. Оболочка омывается со всех сторон находящимися во взвешенном состоянии зернами горячего электрокорунда и газами, содержащими избыток кислорода, достаточный для сжигания остатков мс)дельного состава и продуктов деструкции связующего. Таким "образом, при этом способе прокаливания нагревается только оболочка, без наполнителя; теплота оболочке передается одновременнО излучением (радиацией), конвекцией и теплопроводностью; в газовой смеси поддерживается количество кислорода, достаточное для сгорания продуктов деструкции модельного состава, связующего и углерода; температура псевдокипящего слоя соответствует оптимальной для быстрого протекания реакции газификации и окисления органических остатков в оболочке.
Рнс. 6.36. Схема установка для прокаливания, заливки н окаажденни оболочек в псевдокнпищем слое електрокоруида: / — прокалвванке; Ы вЂ” залив. ка н охлажденке отливок 237 Таблица б.2б Режимы прокалнванни н заливки оболочковмх форм (расплав типа стали) Продол- жнтельность нагрева при про- каливаиии, ч Линейное расюнре. иие при нагреве до ПОО С, Температура оболочки, 'С Основа оболочки форма после прока- лнваиии прн за- ливке 900 — 1100 20 — 1000 Истинно оболочко- вая ИКС До 0,04 0,1 — 0,2 900 — 9 50 Оболочковая в сы- пучем сухом опор- ном иаполнителе 850 — 900 1,2 — 1,4 Кристаллический ква1гц П р и и е ч а н и и. 1.
При нагреве оболочек из кристаллического кварца происходит скачкообразное полнморфиое превращение прн 573'С. 2. Только оболочковые формы из кристаллического кварца заформовывают в опорный наполнитель, остальные прокзливают и заливают без опорного наполиители. Вследствие изложенных особенностей продолжительность прокаливания шестислойной оболочки составляет б — 10 мин. За зто время выгорает практически весь углерод, что важно при получении отливок, в которых недопустимо повышение его содержания.
Рядом с печью прокаливания расположена установка для заливки оболочек в горячем наполнителе и создания условий направленного затвердевания отливок. Оболочки в кассете переносят и погружают в псевдоожиженный злектрокорунд, затем прекращают подачу газовоздушной смеси, наполнитель оседает и обжимает оболочку.
Она готова к заливке. После заливки в слой злектрокорунда снизу подают сжатый воздух для создания условий направленного затвердевания отливок. Если недопустимо обезуглероживание поверхностного слоя отливок, воздух заменяют газом, не содержащим кислород. Газ препятствует поступлению кислорода воздуха к поверхности отливок и служит источником пироуглерода, откладываемого в оболочке. Следует отметить, что прокаливать в псевдоожиженном слое злектрокорунда необходимо оболочки из термостойких материалов, позволяющих нагревать оболочки без растрескнвания с любой скоростью. Таким свойством в наибольшей степени обладает НКС (табл.
6.2б). Из него следует также изготовлять защитные колпачки для предотвращения попадания витающих зерен электрокорунда в полость оболочковых форм. Возможны два способа изготовления колпачков: спеканнем из порошков НКС или по технологии получения оболочковых форм с использованием НКС в качестве огнеупорной основы суспензии и обсыпочного материала. Колпачки должны герметично закрывать внутреннюю полость литниковой воронки и легко сниматься. 6.9. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕИ Керамическими называют негазотворные стержни без связующих или с неорганическими связующими.
Такие стержни применяют для получения в отливках протяженных узких сложных полостей или отверстий, например, в полых охлаждаемых лопатках с щелями, сужающимися до 0,4 мм, в цельнолитых колесах со сложным профилем лопаток, в сложных корпусных отливках. Стержни со знаками изготовляют в металлических полированных стержневых ящиках, затем прокаливают или сушат, контролируют их точность и прочность, после чего устанавливают в прессформы для изготовления удаляемых моделей. После образования оболочек на блоках моделей и удаления последних стержни в полости оболочковых форм зафиксированы знаками (рис. 6.31). В области верхних знаков между стержнем и оболочкой предусматривают термические зазоры, чтобы при прокаливании оболочек последние не препятствовали расширению стержней, а также чтобы расширение оболочек при нагреве не вызывало растягивающих напряжений и трещин в стержнях. Зазоры предусматривают вокруг верхнего знака стержня и на его торце, величину их рассчитывают и выполняют путем наклеивания сгорающей при прокаливании пленки или слоя выплавляемого модельного состава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
