СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
39
После подстановки теплофизических характеристик металла и
облицовочного слоя смеси выражение (1.13) принимает вид
2
1
X
X
0,435.
Следовательно, для управления процессом затвердевания в металлооболочковой
форме необходимо, чтобы отношение половины толщины отливки к толщине
облицовочного слоя превышало величину 0,435. Это должен учитывать технолог
при разработке технологии получения отливок в указанных формах.
Например, при толщине отливки 2
X
1
= 30 мм и толщине облицовочного
слоя
X
2
= 5 мм выражение (1.13) имеет вид 3 > 0,435. Следовательно,
тонкостенная
металлооболочковая
форма
позволит
сократить
продолжительность затвердевания и эффективно воздействовать на структуру и
качество металла.
При толщине облицовочного слоя
X
2
= 30 мм возможности такой формы
ограничены, так как получаем 0,5
0,435.
В табл. 1.10 приведена продолжительность затвердевания различных по
толщине отливок. Видно, что на отливках толщиной 30 мм металлооболочковые
формы эффективны при толщине облицовочного слоя не свыше 15 мм.
Таким образом показана граница эффективности геометрических
соотношений толщины отливки и тонкостенной металлооболочковой формы.
Кроме того, анализ выражения (1.13) показывает также, что управление
процессом затвердевания в металлооболочковой форме возможно при
изменении температуры формы и температуры заливки.
1.3.3. Анализ процесса формирования двухфазной зоны в отливке
Так как большинство промышленных сплавов затвердевает в интервале
температур ликвидус-солидус, то интересно проследить особенности
формирования двухфазной зоны отливок, полученных в металлооболочковых и
объемных формах. Ширина двухфазной зоны и продолжительность пребывания
расплава в этой зоне во многом определяет качество литья.
В настоящем разделе на основе теоретических расчетов определены
параметры
двухфазной
зоны
отливок
прямоугольного
сечения
(600
680
130 мм), затвердевающих в металлооболочковых формах с
принудительным охлаждением. Толщина облицовочного слоя 5, 15 и 30 мм.
Одновременно получали такую же отливку (из низколегированной стали) в
объемную форму [18].
Расчет кинетики затвердевания (координат изотерм
T
л
и
T
c
) проводили с
использованием методики В.Т. Борисова [26], реализуемой на ЭВМ на основе
решения уравнения теплопроводности.
