СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
148
3
границе металл-форма. Первый период газового режима мало изучен даже при
литье в обычные песчаные (полые) формы.
Кинетика газовыделения при деструкции модели.
Пенополистирол
интенсивно дестругирует в период заполнения формы. Но и после окончания
процесса заливки происходит газовыделение и даже его рост. Дальнейший рост
газовыделения указывает на то, что летучие продукты деструкции
пенополистирола конденсируются на стенках формы и по мере прогрева формы
разлагаются, увеличивая ее газотворность. Таким образом, во второй стадии
газового режима необходимо учитывать, кроме газотворности стержня (формы),
дополнительную газотворность от разложения продуктов конденсации
полистирола.
Эмпирическое уравнение газовыделения:
Q
=
aF
τ
m
,
(3.16)
где
Q
– объем выделившихся газов, см
3
;
а
– относительный коэффициент
газовыделения (определяет объем выделившихся газов с единицы поверхности
модели в единицу времени в результате взаимодействия металла модели полости
формы
а
=1 см
3
/(см
2
⋅
с);
F
– площадь поверхности взаимодействия между металлом
и моделью, см
2
;
τ
3
– продолжительность заливки, с.
Между металлом и моделью образуется зазор, где формируется газовая фаза
продуктов деструкции полистирола. Величина зазора зависит от температуры
металла, объемной массы модели и ее теплофизических констант, гидравлических
свойств формы скорости подъема металла в полости.
При взаимодействии модели из пенополистирола с расплавленным металлом
она разлагается с образованием газовой, жидкой и твердой фаз; назовем эти фазы
первичными. Жидкая фаза под действием высокой температуры дестругирует с
постоянной скоростью, образуя вторичные газовую и твердую фазы. Вторичная
газовая фаза состоит в основном из водорода, метана и летучих компонентов
разложения пенополистирола в виде стирола и его производных с малым
молекулярным весом. Вторичная твердая фаза, как и первичная, состоит из
сажистого углерода и коксового остатка. Летучие продукты при температуре
материала формы будут конденсироваться в ее порах, образуя вторичную жидкую
фазу, которая отличается от первичной своим меньшим молекулярным весом.
Так как скорость разложения пенополистирола на летучие (вторичные и
первичные) и твердую фазу вполне определенная, то она может быть больше,
меньше или равна расчетной скорости подъема металла в полости формы.
При увеличении расчетной скорости подъема металла скорость разложения
пенополистирола начинает отставать от подъема металла, поэтому на зеркале
