Теоретические и экспериментальные исследования процессов заполнения металлических форм алюминиевыми сплавами с целью оптимизации параметров литниково-питающих систем

• Автор: Курочкина, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Условия заполнения полости литейной формы жидким металлом
1.2. Критериальная оценка дефектов, возникающих на стадии заполнения полости формы
1.3. Методы расчета процесса заполнения литейных форм
2.1. Материалы для исследования
2.2. Физическое моделирование процесса заполнения полости формы металлом
2.3. Методика измерения температур
2.4. Методика радиационного контроля
2.5. Определение жидкотекучести
2.6. Математическая обработка результатов экспериментов
2.7. Методика измерения толщины слоя краски
Глава 3. ВТОРИЧНОЕ ШЛАКООБРАЗОВАНИЕ В КОКИЛЕ
3.1. Выбор максимально допустимых скоростей заполнения
Глава 4. ОХЛАЖДЕНИЕ ФРОНТА ПОТОКА ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФОРМЫ АЛЮМИНИЕВЫМИ СПЛАВАМИ
4.1. Оценка влияния покрытия на теплообмен между фронтом потока и формой
4.2. Определение коэффициента теплоотдачи при литье алюминиевых сплавов в кокиль
4.3. Математическая модель процесса охлаждения фронта потока расплава при литье в кокиль

4.4. Влияние конфигурации полости формы на охлаждение фронта потока
4.5. Методика расчета сифонной литниковой системы
Глава 5. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ - ВЕРТИКАЛЬНО-ЩЕЛЕВОЙ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ЛИТЬЕ ЛЕГКИХ СПЛАВОВ В КОКИЛЬ
5.1. Определение коэффициента теплоотдачи а при поперечном растекании
5.2. Моделирование вертикально-щелевой литниковой системы с целью определения толщины щелевого питателя, создающего последовательное натекание металла
5.3. Проверка адекватности результатов гидромоделирования
5.4. Моделирование вертикально-щелевой литниковой системы с целью определения коэффициента расхода
5.5. Методика расчета оптимальных размеров вертикальнощелевой литниковой системы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в общей структуре производства заготовки, полученные методом литья, составляют более 60%. Высокая стоимость исходных материалов, сложность и энергоемкость технологического процесса и значительный уровень брака приводят к тому, что себестоимость отливок также очень высока. В условиях расширения номенклатуры литых изделий, повышения их эксплуатационных и технологических свойств снижение себестоимости требует совершенствования всего комплекса работ по технологической подготовке производства, начиная от выбора исходных материалов и необходимого технологического оборудования, режимов технологического процесса изготовления форм, способа и места подвода металла и компановки формы и заканчивая проведением всех необходимых технологических расчетов, включающих определение размеров подводящих и питающих элементов ЛПС, времени и условий кристаллизации отливки. Практически эти расчеты не могут быть выполнены без использования аппарата математического моделирования и ЭВМ.
В последнее время значительно активизировалась работа промышленных предприятий по применению ЭВМ для проектирования литейной технологии. Однако, САПР ТП литейного производства находится сейчас пока еще в самом начале своего развития. Согласно высказыванию профессора Г.Ф.Баландина "...чтобы литейная технология вышла на уровень высших достижений цивилизации, необходимо научиться использовать качественные математические методы и ЭВМ. Применение ЭВМ в литейном производстве - национальная задача, решение которой определяет темпы ускорения научно-технического прогресса и технологии отечественного машиностроения." Выполнение этой задачи предполагает, прежде всего, разработку математических моделей, причем, форма последних должна быть пригодной для ввода в ЭВМ. К сожалению, следует констатиро-

При МКе Рр 1, процесс в модели будет идентичен процессу в натуре для алюминиевых сплавов. При моделировании жидкостью можно выбрать воду при температуре 45...50°С.
2.3. Методика измерения температур
Измерение температур при термометрировании отливок и литейных форм осуществляли с помощью термоэлектрических параметров и измерением термо-ЭДС потенциометрическим методом. Были выбраны термопары из сплавов вольфрама с рением (27Р5/20) и хромель-алюмелевая (ХА).
Термопары ВР имеют линейную характеристику в интервале от О до 2000°С, ХА- от 0 до 1000°С. Для термопар использовали проволоку диаметром 0,5мм. Компенсационными проводами для термопары (ВР5/20) служит медная проволока и медь с 1,78% Ш, для ХА хромель и алюмель. Спай термопары получали путем дуговой сварки между графитовыми электродами, диаметр королька был в пределах от 0,8 до 1мм. Измерение термоэдс осуществляли с помощью двухкоординатных потенциометров типа ЛКД-4, что позволило регистрировать температуру с погрешностью в пределах 0,4 - 0,6%.
2.4. Методика радиационного контроля.
Радиационная дефектоскопия предназначена для выявления внутренних объемных дефектов, например, шлаковых включений в различных отливках из любых сплавов. Контроль основан на просвечивании отливки ионизирующим излучением, параметры которого изменяются при встрече с различными включениями.