Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям

Предложена физическая модель временного распределения жидкой фазы и конденсированной парогазовой фазы продуктов термодеструкции полимерной модели в объеме формы из сыпучего наполнителя. Экспериментально показано создание условия для формирования различной скорости изменения термонапряженного состоян...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автор:	Яковышин, О.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Назва видання:	Металл и литье Украины
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31571
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям / О.А. Яковышин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 4-5. — С. 24-30. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-31571
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-315712012-03-11T12:18:41Z Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям Яковышин, О.А. Предложена физическая модель временного распределения жидкой фазы и конденсированной парогазовой фазы продуктов термодеструкции полимерной модели в объеме формы из сыпучего наполнителя. Экспериментально показано создание условия для формирования различной скорости изменения термонапряженного состояния формы из сыпучего наполнителя. Получены численные значения силы взаимодействия стеклующейся жидкой фазы продуктов термодеструкции модели и кварцевого зерна наполнителя формы. Запропоновано фізичну модель тимчасового розподілу рідкої фази і конденсованої парогазової фази продуктів термодеcтрукції полімерної моделі в об’ємі форми iз сипучого наповнювача. Експериментально показано створення умов для формування різної швидкості зміни термонапруженого стану форми iз сипучого наповнювача. Отримані числові значення сили взаємодії рідкої фази, що переходить у склоподібний стан, продуктів термодеструкції моделі і кварцевого зерна наповнювача форми. The physical model of the temporal distributing of liquid phase and condensed steamand-gas phase of products of thermal destruction polymeric model in the volume of mould from granular filler is offered. Creation of condition for forming of a different speed of change of the temperature stress state mould from granular filler is experimentally shown. The numeral values of force of cooperation of vitrescent liquid phase of products of thermal destruction model and quartz grain of filler of mould are production. 2009 Article Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям / О.А. Яковышин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 4-5. — С. 24-30. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31571 621.74.045 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Предложена физическая модель временного распределения жидкой фазы и конденсированной парогазовой фазы продуктов термодеструкции полимерной модели в объеме формы из сыпучего наполнителя. Экспериментально показано создание условия для формирования различной скорости изменения термонапряженного состояния формы из сыпучего наполнителя. Получены численные значения силы взаимодействия стеклующейся жидкой фазы продуктов термодеструкции модели и кварцевого зерна наполнителя формы.
format	Article
author	Яковышин, О.А.
spellingShingle	Яковышин, О.А. Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям Металл и литье Украины
author_facet	Яковышин, О.А.
author_sort	Яковышин, О.А.
title	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
title_short	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
title_full	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
title_fullStr	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
title_full_unstemmed	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
title_sort	формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31571
citation_txt	Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям / О.А. Яковышин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 4-5. — С. 24-30. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT âkovyšinoa formirovanieraspredelennyhoblastejformyizsypučegonapolnitelâvusloviâhlitʹâpogazificiruemymmodelâm
first_indexed	2025-07-03T12:04:43Z
last_indexed	2025-07-03T12:04:43Z
_version_	1836627299029483520
fulltext	2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 УДК 621.74.045 О. А. Яковышин (ФТИМС НАНУ) Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям Предложена физическая модель временного распределения жидкой фазы и конденсированной парогазовой фазы продуктов термодеструкции полимерной модели в объеме формы из сыпучего наполнителя. Экспериментально показано создание условия для формирования различной скорости изменения термонапряженного состояния формы из сыпучего наполнителя. Получены численные значения силы взаимодействия стеклующейся жидкой фазы продуктов термодеструкции модели и кварцевого зерна наполнителя формы О дной из отличительных осо- бенностей технологии литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) от существующих ли- тейных схем производства отливок является возможность получения деталей в форме из сухого несвя- занного наполнителя, что позволя- ет расширить применение процес- са в аспекте повышения производительности труда и качества получаемого литья с одновременным сни- жением материало- и трудоемкости процесса. Фун- даментальные исследования [1-3], посвященные определению достаточных и необходимых условий устойчивости формы, базируются на допущении о наполнителе как исключительно сыпучем теле. В то же время известно, что при заливке расплава в фор- му полимерная модель разрушается с выделением жидкой (ЖФ), парогазообразной (ПГФ) и твердой (ТФ) фаз продуктов термодеструкции, оказывающих влияние на качество поверхности отливки, ее физи- ко-механические свойства и условия образования прочности формы [1-5]. Физическая и математичес- кая модели формирования газового режима и проти- водавления в форме с ГМ на базе представлений о различных характерах движения металла освещены в работах [1-6]. Парогазообразные продукты де- струкции под действием потока расплава и форми- рующегося градиента давлений в зазоре «расплав- модель» и форме на этапе заливки расплава и его охлаждения фильтруются сквозь поры огнеупорного покрытия и формовочного материала. Ввиду того, что скорость фильтрации ПГФ на несколько поряд- ков превышает скорость прогрева формы [7], по ме- ре прохождения ее холодных слоев, охлаждаясь, па- рогазообразные продукты накапливаются на зернах формовочного материала с образованием конденси- рованной жидкой фазы (КЖФ), создающей дополни- тельное препятствие для направленного движения газов. Продвижение ЖФ сквозь поры огнеупорного наполнителя также сопровождается постепенным ее охлаждением с одновременным переходом из вяз- котекучего состояния в стеклообразное, когда при данной температуре дальнейшее ее продвижение становится невозможным. Исходя из этого можно предложить следующую физическую модель рас- пределения ЖФ и КЖФ в объеме сыпучего напол- нителя формы (рис. 1). В момент времени t1, соот- ветствующий начальному этапу фильтрационного движения продуктов термодеструкции на данном го- ризонте формы, летучие продукты термодеструкции модели устремляются вглубь формы, где происходит их постепенное охлаждение и выпадение на зернах наполнителя в виде конденсата. Одновременно в том же направлении движется смещенная на контактную поверхность «расплав-форма» ЖФ. Охлаждение ЖФ происходит в области, располагающейся в непос- редственной близости от стенки отливки. Данную область можно назвать областью скрепления, пос- кольку располагающиеся в ней частицы наполнителя формы прочно соединены перешедшей в стеклооб- разное состояние ЖФ. Причем процесс перехода ЖФ в стеклообразное состояние проходит не одно- моментно, а в течение определенного промежутка времени, характеризующегося переходом вначале из вязкотекучего состояния в высокоэластичное и затем − в стеклообразное. КЖФ располагается в области, которую предлагается назвать областью связности – в ней частицы наполнителя связаны КЖФ, кото- рая при охлаждении не переходит в стеклообразное состояние, поскольку парогазовые продукты разло- жения пенополистирола в условиях литейной формы представляют собой преимущественно мономер и Литье по ледяным моделям, прочность льда, конструкции моделей, ледяные модели, вакуумируемые формы Ключевые слова 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 олигомеры. За областью связности расположена область сыпучести, в которой в данный момент време- ни отсутствуют ЖФ и КЖФ. К мо- менту времени t2 глубина прогрева формы возрастает, ЖФ переходит из стеклообразного состояния в высокоэластичное, а затем – в вязкотекучее, и продвигается далее от отливки. КЖФ с повышением температуры переходит в паро- газообразное состояние и также продвигается в глубинные слои формы. Логично предположить, что с течением времени размеры областей будут изменяться, пока к определенному моменту времени t4 области скрепления и связности не перестанут существовать. Необ- ходимо также обратить внимание на то обстоятельство, что рас- пределение области скрепления по высоте формы может носить неравномерный характер, пос- кольку количество вытесняемой на контактную поверхность «рас- плав-форма» ЖФ в значительной степени зависит от большого числа технологических факторов: конфигурации модели, темпе- ратуры расплава, скорости его поступления в форму и т. д. К вы- шеизложенному следует добавить установленный факт уменьшения объема ЖФ в процессе ее охлаждения [8], что наряду с известным положением о хорошей смачиваемости ЖФ зерен огнеупорного наполнителя (кварцевого песка) формы может быть использовано для анализа происходящих в данном случае процессов. Обво- лакивая частицы огнеупорного наполнителя, ЖФ обеспечивает их прочное скрепление, сопровожда- ющееся при изменении температуры образованием напряженного состояния данной области формы. Из литературных источников известно, что переход по- листирола из стеклообразного в высокоэластическое состояние проходит при температуре стеклования Tg = 80 ºС. Указанное значение приведено для ши- роко применяемого литейного полистирола, хотя известно, что у линейных полимеров, каким является полистирол, Tg повышается с увеличением молеку- лярной массы. Так, Tg полистирола с молекулярной массой . , , t4 . , , « - » : , , . . [8], ( ) . , . , Tg = 80 º . , , , , Tg . , Tg n 3000 43 º , n 300000 99 º , , [9]. , , , , . Tg . 3000 равна 43 ºС, тогда как при . , , t4 . , , « - » : , , . . [8], ( ) . , . , Tg = 80 º . , , , , Tg . , Tg n 3000 43 º , n 300000 99 º , , [9]. , , , , . Tg . 300000 температура стеклования уже 99 ºС, что обусловлено вкладом в молекулярную подвижность сегментов, находящихся на концах полимерной цепи [9]. Однако, следует отметить, что ЖФ не является t1 t2 t3 t4 . 1. Рис. 1. Распределение областей формы из сыпучего наполнителя с течением времени (t1< t2< t3< t4) ~ 220 1 2 3 4 5 6 7 8 . 2, .Рис. 2. Схема установки для определения температу- ры стеклования аморфного полимера: 1 – нагреватель; 2 – емкость; 3 – жидкая фаза продуктов термодеструкции газифицируемой модели; 4 – кронштейн; 5 – холодные концы термопар; 6 – алундовые соломки; 7 – горячие спаи термопар; 8 – прибор для регистрации и записи значений температуры 2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 собственно полистиролом, а представляет собой продукт разложения внутримолекулярного строе- ния указанного полимера, имеющий отличную от исходного вещества структуру. Необходи- мость установления значения такого важ- ного параметра как температура стеклова- ния Tg имеет очень важное практическое значение. Температура стеклования характеризует физико-механические свойства полимера, и, следо- вательно, влияет на условия прохождения процесса его взаимодействия с наполнителем литейной фор- мы. Поэтому вопрос о значении температуры пере- хода расплава ЖФ из вязкотекучего в стеклообраз- ное состояние требует дополнительного изучения. В настоящее время область исследования высокомо- лекулярных веществ обладает достаточно широким спектром экспериментальных методов определения Tg, которые можно выделить в две основные груп- пы: динамические методы и методы равновесного состояния [9]. Их объединяет требование наличия специализированного оборудования и необходимость предварительной подготови по- лимерных образцов. В данной работе предложен (в порядке обсуждения) принципиально новый способ определения температуры стеклования амор- фного полимера [10]. Для это- го в металлическую емкость (рис. 2) с расположенными в ней двумя горячими спаями термо- пар, один из которых заведомо располагался в геометрическом центре исследуемого образца ЖФ, а другой – у его поверхнос- ти на том же уровне, заливали расплав ЖФ и давали ему остыть до комнатной температуры. За- тем емкость устанавливали на нагревательный элемент, вклю- чали его и фиксировали темпе- ратуру ЖФ с помощью прибора МИРТ-8 (разработка отдела ав- томатизации ФТИМС НАНУ). По достижении ЖФ температу- ры 300-310 ºС, емкость с нагре- вательного элемента снимали и мгновенно погружали в воду с температурой 0 ºС, продолжая непрерывно фиксировать значе- ния температуры. Другая серия экспериментов проводилась в несколько измененном вари- анте: емкость устанавливалась на уже разогретый нагрева- тельный элемент, а снижение температуры ЖФ после ее на- грева проводили ступенчато с помощью ЛАТ, регулирующего напряжение питания нагрева- тельного элемента. Результаты измерений представлены на рис. 3, а, б. Полученные графи- Рис. 3. Определение температуры стеклования жидкой фазы продуктов термо- деструкции пенополистироловой модели при нагреве и быстром охлаждении: 1 – термопара, расположенная в геометрическом центре образца ЖФ; 2 – термо- пара, расположенная на поверхности образца ЖФ (а); при нагреве и медленном охлаждении: 1 – термопара, расположенная в геометрическом центре образца ЖФ; 2 – термопара, расположенная на поверхности образца ЖФ (б) a 0 50 100 150 200 250 300 350 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 ×4, , 1 2 Tg . 2, . 350 300 250 200 150 100 50 0 Те мп ер ат ур а, °С Время ×4, с 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 50 100 150 200 250 300 350 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 ×4, , 1 2 Tg . 2, . б Время ×4, с Те мп ер ат ур а, °С 350 300 250 200 150 100 50 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 ческие зависимости позволяют проследить во време- ни процессы нагрева и охлаждения ЖФ. Повышение температуры образца в центральной его части про- исходит с некоторым запаздыванием по сравнению с температурой, фиксируемой на периферии, что объясняется различной скоростью прогрева, явля- ющейся функцией диаметра образца полимера (при прочих одинаковых условиях). Чем больше диаметр образца, тем заметнее будет разность в скоростях из- менения температур в фиксируемых точках. Однако для предлагаемого метода определения Tg размеры исследуемого образца не имеют принципиального значения. Характерное зигзагообразное изменение температур в диапазоне 170-250 ºС можно объяснить захолаживающим эффектом опускающихся с повер- хности алундовых соломок, в которых находятся термопары, объемов стеклообразной ЖФ, подтоп- ленной горячей и уже находящейся в высоковязком состоянии ЖФ. С началом этапа охлаждения ЖФ уменьшение температур в фиксируемых точках но- сит экспоненциальный характер. Падение темпера- туры на периферии проходит с большей скоростью, чем в центре, к тому же, при более интенсивном теплоотборе скорость падения температуры в центре образца (рис. 3, а) оказывается в 1,5-2,0 раза выше скорости падения температуры на периферии образ- ца при медленном охлаждении (рис. 3, б). Однако и в том, и в другом случае кривые, характеризующие охлаждение полимерного образца, ограничивают область определенного размера, геометрическим центром которой и является точка, характеризующая температуру стеклования полимера. Анализируя представленные графические ма- териалы приходим к выводу, что с увеличением интенсивности теплоотбора значение температу- ры стеклования Tg ЖФ повышается. Так, если на рис. 3, б геометрический центр фигуры, ограничен- ной кривыми 1 и 2, отображающими этап охлажде- ния образца ЖФ находится в точке, которая отвечает температуре 76 ºС, то на рис. 3, а геометрический центр фигуры расположен в точке, которая отвечает 80 ºС. Установленные особенности ЖФ продуктов термодеструкции ГМ позволяют сделать предпо- ложение, что с изменением исходной температуры наполнителя формы создаются условия для форми- рования различной скорости изменения ее упрочня- ющего эффекта. Жидкостная манжета, образующаяся в результате скопления ЖФ в порах формовочного материала, по мере охлаждения уменьшается в объ- еме, в результате чего происходит формирование напряженного состояния системы «сыпучий напол- нитель-ЖФ» в данной области формы (рис. 4, а), которое можно представить зависимостью , « - » ( . 3, ), F F F , (1) – , ; – , ; – , . F F F F . , , , ( . 3, ). F F , . , . 4, , 1 2, , 3. 1 4 5. 2 6. 7 , 1, , , . 2 6 1 , , ( ). , (1) где FH – сила взаимодействия ЖФ и песчинки напол- нителя формы, Н; FK – сила когезионной прочности манжеты ЖФ, Н; FCT – сила воздействия стеклу- ющейся ЖФ на песчинку наполнителя, Н. Векторы возникающей силы FH направлены от центров масс зерен формовочного материала к центру манжеты. С повышением температуры ЖФ ее объем . 3, . F F F F F F F 1 2 а . 3, . 1 F F F F F F F 2 б Рис. 4. Схема формирования напряженного состояния сыпучего наполнителя формы в условиях литья по гази- фицируемым моделям для различных схем укладки зерен на этапе стеклообразования жидкой фазы продуктов тер- модеструкции газифицируемой модели на зернах формо- вочного материала: 1 – зерно формовочного материала, 2 – жидкая фаза продуктов термодеструкции модели (а); при повторном прогреве охлажденной жидкой фазы про- дуктов термодеструкции газифицируемой модели: 1 – зер- но формовочного материала, 2 – жидкая фаза продуктов термодеструкции модели (б) 2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 постепенно возрастает, что способствует созданию силы FB, векторы которой устремлены от центра манжеты к центрам зерен формовочного материала, а величина равна силе воздействия ЖФ на песчин- ку наполнителя при переходе ее из стеклообразно- го в вязкотекучее состояние (рис. 4, б). Числовое значение силы FH определяли на основании данных, полученных в результате экспериментальных иссле- дований. Для исследования когезионной прочности ЖФ была сконструирована установка, изображенная на рис. 5, а, б и представляющая собой два кварце- вых стекла 1 и 2, торцы которых имитировали повер- хность кварцевых зерен, соединенные посредством тонкого слоя ЖФ 3. Стекло 1 с навитой на нем них- ромовой спиралью 4 фиксировалось специальным держателем 5. К нижнему стеклу 2 прикрепляли груз 6. Пропуская по нихромовой спирали регулируе- мый ЛАТ 7 ток, добивались разной степени нагрева стекла 1, передающего тепловую энергию слою ЖФ, толщину которого выбирали равной величине поро- вого пространства, окружающего кварцевое зерно в форме. В момент отрыва нижнего стекла 2 с грузом 6 от стекла 1 фиксировали значение температуры, которую контролировали ХА термопарой, подклю- ченной посредством компенсационных проводов к измерительному прибору УПИТ (разработка отдела автоматизации ФТИМС НАНУ). Величину когези- онной прочности пленки ЖФ можно определить в соответствии с формулой P S , (2) – , 2 , ; – , P S 2. gmP , (3) – 2 , ;m g – , / 2 1 P .F 0,2 - . F F P S S , (4) – , /P 2; – , , S 2; — , S 2. ( 0,2 ) , . 5. F ( ) , . , . , , , [11, 12] . , , (2) где P – сила тяжести, действующая на стекло 2 с гру- зом, Н; S – площадь контакта кварцевых стекол, м2. Силу тяжести определяли по известному соот- ношению P S , (2) – , 2 , ; – , P S 2. gmP , (3) – 2 , ;m g – , / 2 1 P .F 0,2 - . F F P S S , (4) – , /P 2; – , , S 2; — , S 2. ( 0,2 ) , . 5. F ( ) , . , . , , , [11, 12] . , , (3) где m – масса стекла 2 и груза 6, кг; g – ускорение свободного падения, Н/кг. Нижнее стекло 2 отрывается от верхнего стек- ла 1 при условии P > FK. Полученные экспериментальные данные соот- носили со значениями площади поверхности квар- цевого зерна фракции 0,2 мм как одной из наиболее ходовых фракций при формовке для технологии ЛГМ-процесса. Значение силы FCT определяли исходя из оценки зависимости изменения объема ЖФ от температуры и рассчитывали по формуле P S , (2) – , 2 , ; – , P S 2. gmP , (3) – 2 , ;m g – , / 2 1 P .F 0,2 - . F F P S S , (4) – , /P 2; – , , S 2; — , S 2. ( 0,2 ) , . 5. F ( ) , . , . , , , [11, 12] . , , (4) где Pф – давление газовой среды, Н/м2; Sжф – площадь поверхности образца ЖФ, находящейся в высоко- эластическом состоянии, м2; Sжфст – площадь поверх- ности образца застекловавшейся ЖФ, м2. Графическая зависимость FH (для зерна фракции 0,2 мм) от температуры, полученная на основе экспе- риментальных данных и аналитических зависимос- тей, представлена на рис. 6. Поскольку экспериментальные исследования образцов упрочненного формовочного материала (кварцевого песка) из областей скрепления и связ- ности представляют трудности, оценочное опре- деление величин прочностей указанных областей производили аналитически. Определение значения σCK базировалось на значении определенного σK, приведенного к площади контакта кварцевого зерна с манжетой ЖФ. Для установления величины σCB опирались на значения поверхностного натяжения стирола, толуола, изопентана, бензола [11, 12] как основных парогазовых продуктов разложения моде- Рис. 5. Установка для проведения экспериментальных работ по определению когезионной прочности жидкой фазы продуктов термодеструкции газифицируемой модели (методика исследований): 1 – верхнее кварцевое стекло; 2 – нижнее кварцевое стекло; 3 – жидкая фаза продуктов термодеструкции пенополистироловой модели; 4 – нихро- мовая спираль; 5 – груз; 6 – лабораторный автотрансфор- матор; 7 – термопара; 8 – измеритель-регистратор темпе- ратуры (а); внешний вид установки (б) ~220 . 4, . m P 1 2 3 5 6 4 7 8 . 4, . а б 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 0 1 2 3 4 5 6 0 100 200 300 400 , F •1 0- 5, . 5. Рис. 6. Графическая зависимость от температуры ли. Следует подчеркнуть, что полученные величины носят оценочный характер, к тому же изменяются с температурой. σCK= 27472,5 Н/м2 (Т = 20 °С), σCB = 155,9 Н/м2 (Т = 20 °С). Полученные данные позволяют внести дополне- ние в математическую модель процесса ЛГМ [1-4], касающееся сохранения статического положения области «металл-форма» с учетом прочности обра- зующихся областей скрепления σCK и связности σCB, которое в общем виде можно записать следующим образом: , . = 27472,5 / 2 ( = 20 ), = 155,9 / 2 ( = 20 ). [1-4], « - », , : 2 245 45 2 2 tg P X tg , (5) – , / 3; – , ; – ; – ; P – , / 3; X – , ; – , / 2; – , / 2. « » « » , . . . , (5) где γ – плотность сыпучего наполнителя формы, кг/м3; Z – высота столба сыпучего наполнителя на исследуемом горизонте формы, м; ϕ – угол внутрен- него трения; PФ– противодавление парогазовой фазы продуктов термодеструкции ГМ; γМ – плотность за- ливаемого в форму металла, кг/м3; X – высота столба залитого в форму металла, м; σCK – прочность упроч- ненной области скрепления, Н/м2; σCB – прочность упрочненной области связности, Н/м2. Вывод В результате проведенной работы установле- но различие и разделены понятия «жидкая фаза» и «конденсированная парогазовая фаза» продуктов термодеструкции газифицируемой модели, на осно- вании чего предложена физическая модель времен- ного распределения жидкой фазы и конденсирован- ной парогазовой фазы продуктов термодеструкции модели в объеме формы из сыпучего наполнителя. Экспериментально показано влияние температу- ры на создание условия формирования различной скорости изменения термонапряженного состояния формы из сыпучего наполнителя. Получены числен- ные значения силы взаимодействия стеклующейся жидкой фазы продуктов термодеструкции модели и кварцевого зерна наполнителя формы. ЛИТЕРАТУРА 1. Литье по газифицируемым моделям / Под ред. Ю. А. Степанова. – М.: Машиностроение, 1976. – 224 с. 2. Озеров В. А., Шуляк В. С., Плотников Г. А. Литье по моделям из пенополистирола. – М.: Машиностроение, 1970. – 183 с. 3. Шуляк В. С., Рыбаков С. А., Григорян К. А. Производство отливок по газифицируемым моделям. – М.: МГИУ, 2001. – 330 с. 4. Шуляк В. С. Литье по газифицируемым моделям. – СПб.: НПО «Профессионал», 2007. – 408 с. 5. Шинский О. И. Газогидродинамика и технологии литья железоуглеродистых и цветных сплавов по газифицируемым моделям. Дис. … докт. техн. наук, Киев. – 1997. – 481 с. 6. Серебро В. С. Основы теории газовых процессов. – М.: Машиностроение, 1991. – 208 с. 7. Коган Э. А., Серебро В. С. Моделирование газового режима формы с газифицируемой моделью при вакуумировании. – Одесса.: НИИСЛ, 1987. – 13 с. 8. Яковышин О. А., Шинский О. И., Зинченко В. Д. Особенности термодеструкции пенополистироловой модели в литейной форме // Процессы литья. – 2007. – № 6. – с. 65-71. 9. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: В 2-х частях. Пер. с англ. – М.: Мир, 1983. – 864 с. 10. Пат. 34602 Україна, МПК G01N 25/20. Спосіб визначення температури склування аморфних полімерів / О. А. Яковишин. – Опубл.11.08.2008, Бюл. № 15. 11. Справочник химика. Общие сведения, строение вещества, физические свойства важнейших веществ, краткие сведения по лабораторной технике. – Л.: Химия, 1971. – Т. 1. – 1072 с. 12. Малкин А. Я., Вольфсон С. А., Кулезнев В. Н., Файдель Г. И. Полистирол. – М.: Химия, 1975. – 288 с. Литье по газифицируемым моделям, сыпучий наполнитель формы, продукты термодеструкции, газифицируемая модель, термонапряженное состояние формы Ключевые слова �0 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 4-5’2009 O. A. Iakovyshyn Forming of the distributed regions of mould from granular filler in the conditions of Lost-Foam casting The physical model of the temporal distributing of liquid phase and condensed steam- and-gas phase of products of thermal destruction polymeric model in the volume of mould from granular filler is offered. Creation of condition for forming of a different speed of change of the temperature stress state mould from granular filler is experimentally shown. The numeral values of force of cooperation of vitrescent liquid phase of prod- ucts of thermal destruction model and quartz grain of filler of mould are production Summary О. А. Яковишин Формування розподілених областей форми iз сипучого наповнювача в умовах лиття за моделями, що газифікуються Запропоновано фізичну модель тимчасового розподілу рідкої фази і конденсо- ваної парогазової фази продуктів термодеcтрукції полімерної моделі в об’ємі форми iз сипучого наповнювача. Експериментально показано створення умов для формування різної швидкості зміни термонапруженого стану форми iз сипучого наповнювача. Отримані числові значення сили взаємодії рідкої фази, що переходить у склоподібний стан, продуктів термодеструкції моделі і кварцевого зерна наповнювача форми Анотація С егодня именно в науке ус- матривают путь спасения на- циональной экономики от последствий глобального кризиса. Президент Украины В. А. Ющенко на международном инвестиционном саммите в октябре 2008 г. в г. До- нецке заявил, что государство намерено перенапра- вить отечественные экспортно-ориентированные отрасли на внутренний рынок, поставив задачу формирования эффективного спроса на внутреннем рынке на продукцию металлургии. Строительство и машиностроение как потребители металла – это сейчас те две отрасли, которые определяют развитие страны и которые остро нуждаются во внедрении металлоемких, энергосберегающих технологий по выпуску наукоемкой продукции. На саммите наибольшую популярность имели именно такие проекты в области инновационных технологий. Отечественные металлообработка и машино- строение в условиях системной интеграции в мировую экономику нашей страны как полноправного члена ВТО с появлением избытка недорогого металла получают дополнительный стимул перехода от неглубокой переработки и экспорта изделий металлургии к выпуску наукоемкой продукции (машин, механизмов, станков, приборов и инструмента). Это является УДК 621.744.072.2 В. С. Дорошенко, И. О. Шинский (ФТИМС НАНУ) 3D - технологии при литье по газифицируемым моделям Рассмотрен ряд новых достижений совершенствования технологии литья по газифицируемым моделям, в частности, опыт применения станков с ЧПУ для быстрого изготовления моделей отливок и пресс-форм несомненным вызовом отечественным ученым и инженерам, достойный ответ на который позволит полнее реализовать то преимущество, что Украина относится к немногочисленным странам с замкнутым металлургическим циклом производства металлов из собственных руд. В частности, в области литейного производства отечественная инженерная наука обладает технологиями, относящимися к наукоемким высоким технологиям, к которым вполне можно отнести современные разновидности литья по газифицируемым моделям (ЛГМ, в англоязычной версии Lost Foam Process) и которые вопреки сложившемуся стереотипу свидетельствуют, что высокие технологии – это не обязательно сложные малодоступные процессы. В машиностроении Украины при появлении за годы независимости на месте крупных производств множества некрупных самостоятельных предприя- тий, при характерных для них малосерийностью и многономенклатурностью продукции, гибкость технологии литейного производства в сочетании с невысокими капитальными затратами на внедре- ние и высокой точностью выпускаемых заготовок

Формирование распределенных областей формы из сыпучего наполнителя в условиях литья по газифицируемым моделям

Репозитарії

Схожі ресурси