СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
33
2
2
2
Bi
n
n
G
;
2
2 2
2
Bi
X
,
где Bi
2
– критерий Био;
2
– коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности
опоки;
2
– теплопроводность облицовочного слоя;
m
– отношение
теплоемкости металлооболочковой формы к сумме ее термических
проводимостей (термическим сопротивлением опоки пренебрегаем)
2
2
22
333
222
2
2
1
X
n
c X c X
n
n
m
,
где
2
– плотность материала облицовочного слоя;
c
2
– удельная теплоемкость
материала облицовочного слоя.
Конечная формула для определения толщины затвердевшего слоя в
металлооболочковой форме принимает следующий вид
0
2
2
1
m
e m
X
n
22
1 эф
кр
-
G
,
(1.5)
Анализируя уравнение (1.5) весь процесс переноса тепла в
металлооболочковой форме можно разделить на две составные части: часть
тепла аккумулирует облицовочный слой (второй член суммы в скобках) и часть
передается от отливки в окружающую среду (первый член суммы). В начальный
период после заливки металла решающую роль играет аккумуляция тепла
формой, передачей тепла в окружающую среду можно пренебречь. В
дальнейшем количество аккумулированного тепла стремится к пределу,
определяемому тепловой активностью формы. Основная часть тепла передается
в окружающую среду. Влияние принудительного охлаждения тем больше, чем
больше величина первого члена в выражении (1.5).
Из формулы (1.5) следует, что на процесс затвердевания отливок можно
воздействовать
изменением
толщины
и
теплофизических
свойств
облицовочного слоя, а также изменением интенсивности охлаждения
поверхности металлооболочковых форм.
Пример
. Определить толщину затвердевшей корки плоской отливки при
= 1200 сек;
Х
2
= 0,005 м;
эф
= 296
10
3
Дж/кг;
1
= 7500 кг/м
3
;
С
2
= 1416 Дж/кг
град;
2
= 1530 кг/м
3
;
2
= 1,12 Вт/м
К;
2
b
= 1561 Вт
с
1/2
/м
2
К;
а
2
= 5,14
10
-7
м
2
/с;
3
= 7500 кг/м
3
;
c
3
=750 Дж/кг
К;
X
3
=0,002 м;
кр
= 1447,5 град.
Охлаждение металлооболочковой формы естественное на воздухе.
Время прохождения температурного фронта через прослойку
облицовочного слоя определяем из формулы 1.1)
