Разработка методики расчета и проектирования дождевой литниковой системы для отливок из серого чугуна

• Автор: Асмамау Тегегне Абебе
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Общие характеристики отливок из серого чугуна, область их применения

1.2 Литниковопитающие системы для отливок из чугуна

1.3 Методы расчета процесса формирования отливок

1.3.1 Стадия заполнения полости формы расплавом

1.3.2 Методы расчета процесса затвердевания отливок

1.4 Основные методы проектирования и принципы выбора типа литниковой системы для отливок из чугуна

1.5 Дождевые литниковые системы общая характеристика и методы расчета

1.6 Особенности течения расплава в дождевой литниковой системе

1.7 Особенности протекания процесса распада струи на капли
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исследуемые материалы
2.2 Физическое моделирование процесса заполнения формы расплавом
2.3 Методика измерения температуры расплава
2.4 Определение плотности полученных отливок
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСТЕЧЕНИЯ РАСПЛАВА ИЗ ОТВЕРСТИЙ ДОЖДЕВОЙ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ
3.1 Моделирование процесса истечения расплава из отверстий литниковой системы
3.2 Определение скорости истечения расплава из отверстия дождевой литниковой системы
3.3 Изучение влияния параметров заливки и размеров литниковой системы на длину нераспавшейся части струи
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛЫ УДАРА НА ВЕРОЯТНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВОЙ РАКОВИНЫ И ПОРИСТОСТИ В ОТЛИВКЕ
4.1 Изучение процесса образования газовых дефектов
4.2 Установление взаимосвязи между характером течения струи жидкости расплава в дождевой литниковой системе и образованием газовых дефектов в отливке
4.3 Определение силы гидродинамического удара падающей струи ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ОХЛАЖДЕНИЯ РАСПЛАВА В ДОЖДЕВЫХ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМАХ
5.1 Разработка методики расчета падения температуры расплава при истечении из ковша
5.2 Разработка методики расчета падения температуры расплава при истечении из отверстий дождевой литниковой системы ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ДОЖДЕВОЙ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА
6. Оптимизация режимов образования газовых дефектов в отливке из серого чугуна при истечении расплава в дождевой литниковой системе
6.2 Математическое моделирование истечения расплава серого чугуна в дождевой литниковой системе
6.3 Методика расчета дождевой литниковой системы для отливок из чугуна
6.4 Оценка адекватности методики расчета дождевой литниковой системы для отливок из чугуна
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Износостойкость характеризует долговечность деталей и самих машин, работающих в условиях трения, и определяется как скорость потери массы металла в тм2ч или тч, ммгод и т. Износостойкость СЧ определяется условиями трения, но большое значение имеет состав чугуна и его структура. В условиях трения со смазкой используются специальные антифрикционные чу гуны, характеризующиеся коэффициентом трения 0,, при отсутствии смазки х 0,,8. При отсутствии смазки износ серого чугуна тем меньше, чем больше НВ но с увеличением давления Р износ возрастает но степенной зависимости ц Рп , где п 1,1,. Важнейшей структурной составляющей при этом является графит, увеличение содержания и размеров которого приводит к увеличению графитной пористости 7. Эффективным средством повышения герметичности является легирование 0,2. А7 и 0,2. Си 7, . Отливки из серого чугуна в подавляющем большинстве случаев подвергается лишь одному виду термической обработки отжигу для снятия внутренних напряжений, которые возникают в результате затруднений усадки механические напряжения, неравномерного охлаждения в форме отдельных частей литых заготовок термические напряжения и неодновременного протекания в них полиморфного превращения фазовые напряжения. Медленное охлаждение отливок способствует предотвращению появления термических напряжений. Иногда серый чугун подвергают графитизирующему отжигу для устранения отбела 6, 7, 8, . Таким образом, можно сделать вывод о том, что чугуны обладают хорошим комплексом механических и эксплуатационных свойств, которые определяются их фазовым составом и структурой, благодаря чему отливки из чугуна получили широкое распространение в промышленности. Литниковая система служит для плавного подвода расплава в полость литейной формы и питания отливок в процессе затвердевания 1, 2, 7, , . В состав литниковых систем для чугунного литья рис. К числу элементов, обеспечивающих питание отливки расплавом при затвердевании, относятся питающие выпоры, бобышки и прибыли 8. Рис. В зависимости от способа заполнения формы металлом литниковые системы для отливок из чугуна можно разделить на боковые, сифонные, верхние, дождевые, ярусные и комбинированные. Они отличают друг на друга по конструкции, назначению, расположению в форме. Боковые литниковые системы рис. Боковая литниковая система обеспечивает заполнение нижней части отливки сверху, а верхней части отливки снизу. Преимуществом этой системы является удобство ее выполнения в форме. К недостаткам, 7, прежде всего, относится маленькая скорость заливки. Сифонные литниковые системы рис. Рис. Рис. По мнению авторов 3, 7, к недостаткам такого типа систем относится необходимость изготовления специальных стержней, что увеличивает трудоемкость изготовления формы особенно в массовом производстве. Ярусные литниковые системы также получили достаточно широкое распространение для отливок из чугуна, существует несколько их разновидностей рис. По мнению авторов 1, 7, ярусные литниковые системы обеспечивают последовательное заполнение полости формы снизу вверх, создают благоприятные условия для затвердевания отливки, так как последовательная заливка снизу способствует спокойному заполнению полости, вытеснению воздуха, созданию благоприятного температурного перепада по высоте формы. Основным ее недостатком является сложность ее изготовления. Рис. Дождевые литниковые системы бывают двух типов с подводом металла в полость формы через воронку с сеткой рис. Преимуществами дождевой литниковой системы являются равномерное заполнение всей формы без перегрева отдельных е частей расплавом, хорошее шлакозадержание, создание перепада температур по высоте, способствующего получению плотной отливки. Дождевая литниковая система имеет и недостатки при попадании струи расплава на дно формы или зеркало расплава возможно разбрызгивание и образование корольков капель затвердевшего металла на стенках формы, не сваривающихся в основным металлом отливки, а также сложность изготовления в форме дождевой литниковой системы с прибылью кольцевом шлакоуловителей. Рис.