Способ определения коэффициента аккумуляции тепла литейной формы

(191 1111 О, О 25 Щ 11 Ю 5.1, д САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ИЬДВ 9 Щ 1 ЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИТЕПЛА ЛИТЕЙНОЙстановление эавиоведения залитоЯм Ч ВВ С где 1 ц - и эфф кого металла,тно заливки метал темцератула, К;начальнаяК;температуции металлплотност емпература формы а кристаллиэаа, К;затвердевшегоФ Т м металла, эффективн таллизаци Дж/кг; а кри ая тепли металл скорост канале металла течения ормы-про ческий р дой фазы сти пото омент пр олненияовной гидр авлила, м;удельнаго металл ра в ения з ость жг,К); пло а, Дж/ мы"пробы. УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Уфимский ордена Ленина авиацио ный институт им, Серго Орджоникидзе (72) С.С, Шпиндлер, А,А. Неуструев и Р.ф. Мамлеев(53) 620.179.132:621,746.588 (088.8 (56) Авторское свидетельство СССР В 1061018 А, кл. О 01 Б 25/18, 1983.Вейник А.И, Термодинамика литейной формы.-М.: Машиностроение, 1978, с. 76-107.(54)(57) СПОСОБ ОПРЦИЕНТА АККУМУЛЯЦИИФОРМ 11, включающий усимости параметра и ективныи коэффициент акк уляции литейной формы,Вт.с /(мК)коэффициент аккумуляции тепла жидкого металла,Вт.с /(м . К);длина прутка, затвердевшегов канале формы-пробы, м;коэффициент теплоотдачи отпотока металла в форму,Вт/(м.К); го в предварительно изготовленнуюФорму-пробу жидкого металла от теплофизических характеристик металлаи формы, измерение этого параметраи определение по его значению коэффициента акуумуляции тепла, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности его определения,в качестве параметра поведения залитого в форму жидкого металла измеряют длину прутка диаметром 1,2-4,0 мм,полученного заливкой формы-пробы перегретым жидким металлом с постоянной скоростью ее заполнения, а коэффициент аккумуляции тепла литейнойформы определяют из следующего .выра-.жения:Общая длина заполняемого каналаЬ равна сумме Ь 1 и Ь лИоэ Вмллэс лэр рлалТо рм%эрэрэ.(Ам ЬТлр ло Тлр о (9)ТИз последнего выражения после некоторых преобразований получим уравнение для расчета эффективного коэффициента аккумуляции тепла формы при ее заполнении:1ЬмЬт ЬымИ Б С,Р, 1 1 зсл-То мЯкумшТкр Т кр о(10)Таким образом, способ основан на использовании расчетной форму,лы (10).Для определения значенияизмеряют длину Ь заполненного металлом канала литейной формы-пробы, имеющего калиброванный размер Р и залитого с постоянной скоростью У течения металла в ней, Другие значения параметров в формуле (0) являются справочными данными. Значение ш принимают равным 0,2-0,3. Диаметр толщины каналов выдерживают в интервале 1,2-4 мм. При диаметре, меньшем нижнего предела, длина заполненного канала зависит не только от тепловых фактовов, но и от капиллярных сил, поэтому способ становится некорректным. При диаметре, большем верхнего предела, форма в процессе заполнения канала прогревается на большую глубину и способ не имеет преимуществ перед извест- НЫМИ оП р и м е р. По выплавляемым моделям на этилсиликатном связующем изготовили семислойные корундосиллиманитовые формы. прутковой пробы с диаметрами 1,25; 2,1 3,1 мм с расстояниями между каналами 4, 6, 8, 9 и 1 О мм, В пробе каналы каждого из указанных размеров сгруппированы по три и расположены симметрично по обе стороны от стояка. Жидкий металл от стояка поступает в каналы снизу через общий коллектор.По одну сторону от стояка на пробе была сформирована оболочка50 Формула (11) справедлива для об ласти значений 20 сРе с 300, что соответствовало условиям эксперимента.Результаты экспериментального определения заполнения и расчета ма мх 237303 4пористостью 367, а по другую - 557.Такого изменения пористости достигали путем введения парообразующихдобавок в оболочку, начиная с второго слоя. Первый слой у всех форм всоответствии с принятой технологиейизготовления имел одинаковую и болеевысокую по сравнению с другими слоями плотность.1 О Оболочки прокаливали при 1200 Кв течение 5 ч и заливали в вакууме50 Па жаропрочным сплавом.ЖС 6 У.Температуры заливки металла Тбы,ли равны 1690 и 1770 К, а начальные 15 температуры форм То - 970 и 1180 К.Скорость подъема металла в стояке и каналах пробы (скорость течения металла) О,06 м/с. Постоянствоскорости подъема уровня металла обес печивали благодаря наличию под чашейотверстия диаметром 10 мм, сечениекоторого значительно меньше сечениястояка. После охлаждения отливки снее отбивали керамику и измеряли вы соту залитых прутков. Усредненные,данные по заполнению каналов одинакового диаметра использовали для определения коэффициента аккумуляциитепла формы по формуле (10). При 30 этом было пРинЯто: с 1 к=346Кл1 О Дж/кг; р = 8400 кг/м ; Ъм9920 Вт.с ф/(м .К); Ям = 7800 кг/мС= 880 Дж/(кг. К); Т=1588 К;ш = 0,25.Коэффициент теплоотдачи Кщ рассчитывали по критериальному уравне- нию1237303 ливки проб при пористости форм 367,уменьшается в среднем с 1700 доо, й1 50 Вт.с/(мК), а при пористости557. - с 1550 до 1050 Вт.с/(м .К). ПориЕачальная темКоэффициент теплоотдачи,к.10Вт/(м, К)Температура заливки Заполнениеформы, Ь,мм Эффективный коэффициент аккумуляции тепла формы в период ее заполнения, , Вт,с " /(м.К) стостьобопература формы,К лочки, 7. металла,К Диаметр канала формы, мм 1,25 2,1 3,1 1,25 2,1 3,1 1,25 2,1 3,1 1770 20 57 118 1800 1480 135016 48 90 1720 1330 139026,5 18,7 14,4 15 42 82 1620 1350 131022 73 145 1600 1130 108018 62 108 1510 1010 98016 58 99 1500 950 1070 1180 36 1690 180 1770 970 1770 1180 1180 1690 1170 970 Составитель Э. ТенТехред Л.Сердюкова редактор К. Волощук Корректор М. Шароши Тираж 757ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 3227/11 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4Ф основе эффективного коэффициента аккумуляции тепла корундосиллиманитовых оболочек различной пористости приведены в таблице,При заполнении канала диаметром 1,25 мм коэффициенты аккумуляции тепла форм, существенно различающих ся по пористости (36 и 557), весьма близки (см. таблицу). В этом случае прогрев формы незначителен и тепло- отдача от металла зависит преимущественно от свойств первого слоя, С увеличением диаметра канала до3,1 мм и соответственно глубины прог рева Формы влияние на теплообмен с расплавом оказывают менее теплопроводные глубинные слон, Поэтому при указанных температурных режимах заТаким образом, предложенный способ прост в реализации, не требует специальной аппаратуры для контроля продолжительности затвердевания отливки и температурного слоя формы, а также позволяет определить коэффициент аккумуляции тепла поверхностных слоев формы, прогревающихся к моменту заполнения. Он наиболее эффективен при измеренияхмного слойных, облицованных или окрашенных Форм в начальные моменты формирования отливки.