главная страницао компаниипроекты и технологииматериалыпрайс-листконтакты
БЕЛТЕХНОЛИТ

Адрес компании:
220141, г. Минск
ул. Ф.Скорины, 52

Телефон/факс:
+375 17 264 47 61
+375 29 751 97 66

Email:

Представительства в РФ:
Москва, Спб, Брянск, Смоленск

Доставим во все города России
напрямую или через дилера
в кратчайшие сроки

Тел в РФ: +7 930 306 03 63

Экзотермическая вставка
Методика расчета литниково-питающих систем - все материалы - www.beltl.ru
главная страница
о компании
проекты и технологии
материалы
прайс-лист
контакты

Он-лайн заказ / обратная связь:

Экзотермическая вставка

Методика расчета литниково-питающих систем

Определение термического модуля (Ms) отливки.

Основополагающим критерием всех расчетов литниково-питающих систем отливок является принцип создания направленного затвердевания жидкого металла, в котором в системе "отливка ( тепловой узел) - шейка прибыли - прибыль", в последнюю очередь кристаллизуется металл в прибыли.

Время затвердевания металла рассчитывается по правилу Хворинова:

t = k х Ms2 ,где

- t - время затвердевания отливки (теплового узла), мин
- k - константа затвердевания, характеризующая скорость продвижения фронта кристаллизации металла по сечению, см/мин0,5.

Значение k функционально зависит от типа сплава и технологических условий формообразования - материала формы.

- Ms - термический модуль отливки (теплового узла) для простых геометрических тел рассчитывается как:

Ms = V / S , где
- V - объем отливки , см ,
- S - площадь охлаждаемой поверхности, см2 .

При расчете теплового узла отливки сложной конфигурации, последняя проецируется на плоскость "разрезается вертикально" и разделяется на элементарные геометрические фигуры . Модули каждой из фигур вычисляются по формуле:

Ms = aхb / ( 2 ( а + в) - с ), где
- а, в -длины сторон,
- с - площадь неохлаждаемой поверхности.

В практике, для расчета модуля термического узла часто применяется упрощенный "метод вписанной окружности", где за величину модуля принимается величина, равная 1/6 диаметра вписанной окружности.

Для определения дистанции питания одной прибылью нескольких термических узлов отливки при расчете принимается максимальное значение модуля узла.

Определение термического модуля прибыли.

Упрощенные расчеты прибылей для стальных отливок сводятся к формуле:

Мпр = 1,2 х Ms.

Однако, данное соотношение не учитывает многие металлургические и технологические факторы, в том числе, химический состав (марку) сплава, температуру заливки (перегрев над линией ликвидус), свойства формовочных смесей и др.

Кроме того, приведенное соотношение, по данным последних разработок в этой области, имеет смысл использовать лишь в узком интервале значений термических модулей: от 2,0 до 4,0 см , так как выше данных значений не соблюдается условие оптимального "к.п.д." использования прибыли, а ниже - вступает в силу прогрессирующее значение величины k.

Так как все указанные выше факторы в комплексе, невозможно описать конкретными формулами и коэффициентами предлагается для каждой отливки применительно к производственным и технологическим условиям использовать графический метод определения модуля прибыли (смотрите рисунок) с учетом областей влияния "+" и "-" металлургических и технологических параметров литья.

Определение термического модуля прибыли с экзотермической вставкой под контролируемым давлением.

Термический модуль прибыли с экзотермической вставкой рассчитывается по формуле:

Мехо = f х Мпр , где

- Мехо - термический модуль экзотермической прибыли под контролируемым давлением,
- f коэффициент фактора влияния экзотермической реакции вставки под контролируемым давлением,
- Мпр - термический модуль прибыли для стального литья по п.2.

Значение коэффициента фактора влияния экзотермической реакции при взаимодействии жидкого металла со вставкой (f) на размер прибыли отливки определяется по рис.2.

При расчетах технологии питания отливок с использованием экзотермических вставок под контролируемым давлением большое значение имеет выбор материала и геометрической формы экзовставок. На рис.2 представлены зоны оптимального использования типов материала экзотермических смесей в зависимости от величин Мпр.

С увеличением модуля и, соответственно, объема и размера прибыли, комплексный состав экзотермической вставки изменяется в сторону уменьшения ее реакционной составляющей и увеличения влияния теплоизолирующих свойств материала. Указанные границы зон выбора технологии и типа материала носят во многом условный, рекомендательный характер. Ограничения в применении связаны с термовременными режимами протекания экзотермической реакции и последующим выравниванием температур кристаллизации по всему объему затвердевания.

Кроме этого, зона использования экзовставок с контролируем давлением, ограничена значением Мпр< 6,0 , которое обусловлено снижением эффективности использования газотворных свойств материала.
Рекомендуемая зона технологии использования экзотермических вставок при питании стального литья ограничивается максимальным значением Мпр - 8-9, что связано с особенностями процесса кристаллизации расплава, когда жидко-твердая (подвижная) фаза металла сохраняется еще длительное время после завершения экзотермической реакции и на первый план выступают теплоотводящие свойства стенок формы.
Поэтому в практике производства массивных стальных отливок, со значениями термических модулей более 10, рекомендуется для повышения эффективности работы прибылей использовать адиабатные (теплоизолирующие) вставки, 100% работающие на удержании тепла залитых форм без создания искусственного газового давления на металл.

Выбор формы прибыли и типоразмера экзотермической вставки.

Для расчета технологического процесса питания отливок с использованием экзотермических вставок под контролируемым давлением принципиальное значение при выборе типа и конструкций прибылей имеет способ формовки.

На автоматических формовочных линиях рекомендуется использование "всплывающих" низкоплотных экзотермических вставок конусообразной формы с укладкой их на участке простановки стержней в прибыльной части формы опоки низа. При формовке на конвейере рекомендуемые формы вставок - конус, комбинированный конус или цилиндр устанавливаются в верхней части закрытых прибылей.

На рис.3 приведены графики по расчету объема (Vпp) и веса (Gпp) прибылей в зависимости от термического модуля экзотермической прибыли (Мехо) и выбранного типа питающей бобышки (рис.4): верхней (тип 1), боковой, с преимущественной подпиткой отливки в верхней полуформе (тип 3), а также боковой, с нижней подпиткой (тип 2).

Конструктивные варианты прибылей с экзотермическим элементом под контролируемым давлением

ЕХО элемент

Определение геометрических размеров прибыли.

Геометрические размеры рассчитываются для каждого типа прибыли по формулам, приведенным в табл.1 в зависимости от выбранного отношения ее высоты к диаметру.

Таблица 1. Определение диаметра прибыли в зависимости от ее термического модуля (Мехо)

Определение размеров шейки прибыли.

Термический модуль и размеры шейки прибыли рассчитываются по формулам:

Мш = 0,8 х Мехо, при этом

- Дш = 4 х Мш в случае использования круглой шейки, где Дш -диаметр шейки,
- длина шейки кратна Мш в прямоугольном сечении.

Определение формы и геометрических размеров экзотермической вставки.

Формы и размеры изготавливаемых экзотермических вставок приведены в разделе "Варианты исполнения (типоразмеры) экзотермических вставок".

Рекомендуемые материалы и формы экзотермических вставок различных объемов прибылей приведены в табл.2.

Таблица 2.



"+" - рекомендуемые формы и материалы,
"о" - возможное применение формы и материала,
"-" - размер и форма не пригодны для применения.
*Кроме "всплывающих" низкоплотных экзотермических вставок.

Для крупногабаритного литья с объемами прибылей свыше 15 дм3 рекомендуется применение технологии литниково-питающих систем с использованием адиабатных (теплоизолирующих) вставок.

2000-2017 © "Белтехнолит"
Решение контрольных по математике
   Rambler's Top100

тел. +375 17 264 47 61
e-mail: 
icq: 290528401
skype: beltechnolit