Материаловед

 

Уплотняемость характеризует способность смесей изменять свой первоначальный объем под воздействием внешних сил. Уплотняемость оценивают по разнице объемов навески смеси до и после уплотнения:

где Y – уплотняемость, %; Н и Н₁ – соответственно высота (мм) смеси в гильзе до и после уплотнения.

Формуемость рассчитывают как отношение массы смеси, прошедшей через сито вращающегося барабана, к массе исходной навески:

,

где Ф – формуемость, %; М – масса исходной навески, г; М₁ – масса смеси, прошедшей через сито, г.

Под текучестью понимают способность смеси под воздействием внешних сил заполнять труднодоступные полости в модельной оснастке, обеспечивая равномерное уплотнение.

Текучесть смеси при статическом уплотнении определяют по разности значений твердости в двух точках образца, изготовленного с дополнительным вкладышем на лабораторном копре. Одна точка находится на поверхности образца, вторая – в месте соприкосновения образца с вкладышем.

Прилипаемость – это способность смеси во влажном состоянии прилипать к поверхности модельной оснастки или транспортных средств. Прилипаемость оценивают при помощи специального прибора, регистрирующего усилие отрыва конического цилиндра от контрольной поверхности образца.

Расчет производят по формуле

где П – прилипаемость; Р – усилие отрыва, Н; S – площадь поверхности контакта цилиндра и образца, см².

Гигроскопичностью называют способность смеси впитывать влагу из окружающей среды. При определении гигроскопичности высушиваемый образец помещают на влажный песок (5 %) в эксикатор (прибор для обезвоживания, высушивания) и выдерживают в течение 2 часов. Рассчитывают гигроскопичность по формуле

где Г – гигроскопичность; М₀ и М₁ – массы образца до и после испытания, г.

Живучесть характеризуется продолжительностью сохранения смесью физико–механических свойств. Например, живучесть холоднотвердеющих смесей оценивают временем, в течение которого прочность на разрыв или сжатие снижается на 30 %.

Осыпаемость отражает устойчивость поверхности формы при транспортировке, сборке и заливке. Ее оценивают по потере массы стандартным образцом, помещенным во вращающийся сетчатый барабан, и находят по формуле

где О – осыпаемость, %; М₀ и М₁ – массы образца до и после испытания соответственно, г.

Податливость – это способность форм или стержня деформироваться под воздействием линейной усадки отливки. Степень податливости зависит от природы огнеупорной основы и связующего, от степени уплотнения смеси. Для улучшения податливости в смесь вводят древесные опилки или другие выгорающие добавки.

Огнеупорность характеризует способность смеси не оплавляться под воздействием высоких температур. При недостаточной огнеупорности происходит оплавление и спекание отдельных компонентов смеси, что приводит к формированию пригара на отливках. Для оценки огнеупорности используют специально изготовленные трехгранные пирамиды-конусы.

Значение огнеупорности определяют по температуре, при которой вершина конуса в процессе размягчения коснется основания (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Пирамида–конус: а – исходная; б – после оплавления

Пригораемость – это способность поверхностного слоя формы противостоять прочному сцеплению с металлом отливки. Степень пригораемости зависит от пористости смеси, ее химической инертности и т. д. Для уменьшения пригораемости на поверхность форм наносят специальные защитные покрытия.

Выбиваемость показывает, насколько легко (или сложно) стержень удаляется из внутренних полостей отливок при выбивке и очистке. Она зависит, главным образом, от природы и количества связующего материала смеси и от интенсивности температурного и силового воздействий металла отливки на стержень. Стержни из смеси с жидкостекольным связующим плохо выбиваются в отличие от стержней, изготовленных из смесей с органическими легко выгорающими и некоксующимися связующими.

Выбиваемость оценивают по работе, которая затрачивается на пробивки специальным бойком стержня, прокаленного при 800 °С и установленного на специальном поддоне на стандартном копре. Работу пробивки определяют по формуле

где А – выбиваемость; n – число ударов, необходимых для пробивки стержня; М – масса падающего груза, кг; h – высота падения груза, см.

Долговечность характеризует пригодность смеси для повторного использования после соответствующей подготовки, без введения свежих материалов. Долговечность зависит от природы огнеупорной основы и связующего, а также от интенсивности температурного воздействия металла. Долговечность оценивается числом циклов использования смеси до утраты надлежащих физико-химических свойств.