РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Классификация физико-механических и технологических свойств противопригарных покрытий при литье по газифицируемым моделям
Противопригарные покрытия для литья по газифицируемым моделям (ППГМ) во многих случаях предопределяют качество литых изделий. В связи с этим целесообразно определить основные характеристики ППГМ, которые отличаются от ранее известных применяемых для полых песчаных форм и стержней. В первую очередь это касается характеристик, которые определяют взаимодействия на границе "пенополистироловая модель - противопригарное покрытие". Во вторую очередь на границе "газовая фаза - противопригарное покрытие", и "жидкая фаза - противопригарное покрытие". Эти характеристики влияют на массоперенос газовых, парогазовых и жидких продуктов термодеструкции на границе "металл-форма", как факторов влияющих на газонасыщенность металла, формирование поверхностных газовых дефектов, снижение металлостатического напора за счет роста газового давления в зазоре "металл - модель".
Немаловажным являются прочностные характеристики ППГМ, т.к. они определяют износ покрытия при взаимодействии с формовочным материалом при виброуплотнении, адгезиционные и когезионные прочности; а так же являются факторами определяющими деформацию отслаивания покрытия и, как следствие - увеличения пригара, шероховатости поверхности, роста неметаллических включений в отливке.
Для оценки влияния ППГМ на качество отливки и выбора переменных параметров при исследовании противопригарных покрытий с последующей
Таблица 2.1
Влияние физико-механических и технологических
свойств противопригарных покрытий на качество поверхности отливок
№Характеристики противопригарных покрытийОбоз-наче-ниеРаз-мер-ностьВлияние на характеристики отливки123451 ГГазопроницае-
мостьКг?с/см4*>повышение механического пригара, шероховатости, "просечек" на отливках;
< увеличение дефектов на поверхности отливок в виде поверхностных газовых раковин, науглераживание, газонасыщенность металла, снижение формозаполняемости, нарушение сплошности и герметичности отливок.2 Т Термостойкость[Тмакс]0С>увеличение стоимости получения отливок;
<увеличение пригара, шероховатости отливок, повышенных расход противопригарного покрытия3 ССмачиваемость модели5град> проникновение в несплошности модели увеличение неметаллических включений в отливке;
< несплошность и неравномерность наносимого слоя противопригарного покрытия, увеличение пригара и шероховатости отливок
4Смачиваемость металломмград> увеличение формозаполняемости, рост пригара и шероховатости поверхности отливки;
< снижение формозаполняемости, образование поверхностных дефектов вызванных наличием жидкой фазы термодеструкции модели (подкорковые газовые раковины, науглераживание поверхности отливок), нарушение геометрии отливки5Седиментацион-
ная устойчивостьС4%< раслоение краски, образование несплошности покрытия вызывают пригар и увеличение шероховатости на поверхности отливок; повышенный расход противопригарных красок 6 ГГазотворностьG4см3/г?с> образование газовых раковин на поверхности отливок, повышение шероховатости, снижение маталлостатического напора вызывающего снижение формозаполняемости7Прочность на истираниеИ4< снижение толщины слоя покрытия, увеличение пригара и шероховатости поверхности отливки8Адгезиционная прочностьА4МПа< отслаивание покрытия от модели, увеличение несплошности, что ведет к росту пригара и шероховатости отливки9 ККогезионная прочностьк4МПа< разрушение слоя покрытия на модели во время виброуплотнения, что ведет к росту пригара и шероховатости поверхности отливки10 ГГигроскопичность
нг4%> увеличение газотворности ПП, что ведет к росту газовых раковин в отливке, снижение металлостатического давления и формозаполняемости11 ВВязкостьВ4с> ведет к локальному увеличению покрытия, снижению газопроницаемости, что приводит к росту поверхностных газовых дефектов, газонасыщенности металла и снижению формозаполняемости, увеличению расхода ПП;
< ведет к локальному снижению толщины покрытия, увеличению механического пригара, к увеличению количества неметаллических включений в отливке за счет снижения износостойкости и когезинной прочности ПП 12 ППлотность4г/см3> ведет к увеличению толщины покрытия, снижению газопроницаемости, что приводит к газонасыщению металла, газовым поверхностным дефектам и расходу ПП;
< ведет к снижению толщины покрытия, его износостойкости, когезионной прочности, что ведет к росту неметаллических включений в отливке, пригару и шероховатости поверхности отливок
* > больше допустимого параметра
< меньше допустимого параметра
оптимизацией их составов была разработана система классификации параметров ППГМ определяющих соответственно качество ПП и отливок полученных по газифицируемым моделям, которая представлена в таблице 2.1.
2.2. Методики примененные для исследуемых составов противопригарных покрытий при литье по газифицируемым моделям
В соответствии с выполненными НИР во ФТИМС НАН Украины в области литья по газифицируемым моделям, было установлено [19], что при получении отливок из черных и цветных сплавов преимущества имеют покрытия на водной основе. В связи с этим в работе были исследованы и созданы новые противопригарные покрытия с водорастворимыми связующими. В таблице 2.2 приведены наиболее распространенные материалы, используемые для приготовления покрытий. Для приготовления противопригарного покрытия, в зависимости от поставленной задачи, используется один из наиболее распр