Жидкотекучесть, заполняемость

Жидкотекучесть – это способность жидкого металла (расплава) течь и заполнять полость формы. Жидкотекучесть сплавов в общем случае определяется, во-первых, физико-химическими и теплофизическими свойствами сплавов (вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплоемкость, теплопроводность, теплота и интервал затвердевания; во-вторых, теплофизическими и гидродинамическими свойствами литейной формы (теплоаккумулирующая способность, смачиваемость сплавом стенок формы, характер течения металла в литниковой системе, газоупрочняемость формы и т. д.) и, в-третьих, условиями заливки формы (гидростатический напор, температура и скорость заливки металла). Так как жидкотекучесть (к) определяется на стандартных технологических пробах, то в этом случае факторы, характеризующие свойства литейной формы и условия ее заливки становятся фиксированными. Поэтому в данном случае только состав сплавов будет определять их жидкотекучесть.

Жидкотекучесть (К) определяется длиной пути, который проходит жидкий металл в стандартной технологической пробе. Измеряется в мм.

Различают жидкотекучесть истинную, определяемую при постоянном перегреве сплавов над температурой нулевой жидкотекучести, условно-ис-

тинную, определяемую при одинаковом перегреве над температурой солидуса и практическую, определяемую при постоянной температуре заливки.

К наиболее распространенным технологическим пробам на жидкотекучесть относятся: спиральная проба (ГОСТ 16438-81), представляющая собой спиральный канал с сечением в виде трапеции (рис. 4.24); комплексная проба (проба Нехенд-зи–Купцова) с вертикальным U-образным каналом, отливаемая в металлическую форму с вертикальным разъемом (рис. 4.25) и проба-установка для определения жидкотекучести методом вакуумного всасывания (рис. 4.26).

Рис. 4.24.Спиральная проба на жидкотекучесть

Рис. 4.25.Комплексная проба на жидкотекучесть

Рис. 4.26.Проба на вакуумное всасывание

Запалняемость литейной формы – это свойство жидкого металла заполнять форму и давать после затвердевания отливки четкий отпечаток рельефа поверхности формы. Заполняемость оценивается той частью спирального канала пробы на жидкотекучесть, которая имеет четкое заполнение полости формы.

Для возможности объективного сравнительного анализа показателей жидкотекучести различных сплавов, а также для количественной их оценки все получаемые абсолютные значения показателей жидкотеучести сравниваются с эталоном, за который принято значение жидкотекучести стали марки 35Л. В результате определяется К_ж – показатель жидкотекучести : К_ж = XJL„, где А,_х – жидкотекучесть изучаемого сплава, Я._эт – жидкотекучесть эталонной стали 35Л.

В настоящем справочнике приведены значения жидкотекучести для всех сталей и сплавов, определенные на установке вакуумного всасывания. Соответственно с использованием этих данных были определены показатели жидкотекучести для них.

Усадка

Усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема отливки, происходящее в жидком металле при его затвердевании и в твердом состоянии, то есть, в период между заполнением формы расплавом (жидким металлом) и охлаждением полностью затвердевшей отливки до температуры окружающей среды.

Основу процесса усадки составляет термическое сжатие, на которое дополнительно накладывается изменение размеров отливки в результате фазовых и структурных превращений, а также влияние изменения растворимости газов.

Для оценки технологичности сплавов и разработки технологии получения отливок используются линейная (свободная) усадка (е_л) и литейная (действительная – заторможенная) усадка (е_лит). Линейная усадка характеризуется свойствами самого сплава и определяется разницей между первоначальными (до заливки металла) линейными размерами полости формы и размерами отливки после ее полного охлаждения. Литейная усадка характеризуется изменением размеров отливки по сравнению с размерами модели. На литейную усадку оказывают влияние все факторы, определяющие торможение свободной усадки. К ним относятся выступающие части формы, стержни, элементы литниково-питающей системы. Литейная усадка может быть неодинакова для различных частей одной и той же отливки.

Линейная усадка сплавов определяется с помощью специальных лабораторных установок.

Схема такой установки, разработанной в ЛПИ им. М.И. Калинина (теперь СПГТУ), приведена на рис. 4.27.

Рис. 4.27. Схема установки для определения

линейной усадки: *

1 – форма; 2 – образец; 3 – кварцевая трубка;

4,5 – ползуны; 6 – сопротивление из мангаминовой

проволоки; 7 – мост сопротивления; 8 – дополнительное

переменное сопротивление; 9 – аккумулятор;

10 – самопишущий потенциометр ЭПП-09;

11 – спай термопары; 12 – индикаторы

В настоящем справочнике приведены значения линейной усадки, полученные на установке ЛПИ.