Разработка и внедрение новых направлений процесса литья по растворяемым пенополистироловым моделям

• Автор: Тупчиенко, Виталий Иванович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Краматорск
• Количество страниц: 224 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I.АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Выбор объекта исследования .

1.2. Современный уровень развития процесса изготовления пенополистироловых моделей .

1.3. Состояние разработок метода литья по растворяемым пенополистироловым моделям .

1.4. Зормы для литья по растворяемым пенополистироловым моделям

1.5. Определение возможности многократного использования и восстановления отработанных растворителей.

1.6. Основные проблемы и задачи работы

П. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОПОЛИСТИРОЛОВЫХ МОДЕЛЕЙ ШИРОКОЙ НОМЕНКЛАТУРЫ

2.1. Исследование механизма подвспенивания полистирола .

2.2. Исследование механизма формования моделей из пенополистирола
2.3. Разработка оптимального способа получения пенополистироловых моделей
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСТВОРИТЕЛЯ С ПЕНОПОЛИСТИРОЛОМ
3.1. Анализ основных факторов, определяющих длительность процесса растворения пеномоделей. .
3.1.1. Исследование влияния плотности на растворяемость пенополистирола
3.1.2. Исследование влияния подогрева растворителей на растворяемость пенополистирола .
3.1.3. Влияние способов изготовления моделей на длительность их растворения.
стр.
3.2. Теоретическое обоснование механизма растворения и предпосылки его интенсификации .
3.2Л. Влияние структуры моделей на характер растворения .
3.2.2. Теоретические предпосылки кинетики растворения пенополистирола
3.2.3. Исследование изменения скорости растворения пенополистироловых моделей в процессе выдержки их на воздухе.
3.2.4. Определение внутреннего давления в ячейках пенополистирола и его влияние на растворяемость пенополистирола Ш
3.3. Исследование совместного влияния времени релаксации пенополистирола, его плотности и температуры растворителя на скорость растворения . . .
3.4. Пути повышения растворяемости пеномоделей,выдержанных на воздухе.
3.5. Исследование усадки пенополистирола с течением времени выдержки моделей на воздухе
3.6. Расчет прогрева пенополистирола в керамической оболочке
4. ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТОК, ИХ ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ.4 О
4.1. Изготовление растворяемых пенополистироловых моделей. 4 О
4.1.1. Подвспенивание полистирола .
4.1.2. Изготовление пенополистироловых моделей. .
4.1.3. Изготовление моделей по способу обратного теплового удара ОТУ4б
4.2. Изготовление огнеупорных оболочек.
4.3. Процесс растворения пеномоделей.
4.3.1. Растворяемость подогретых моделей
4.3.2. Растворяемость вакуу миро ванных моделей . .
4.4. Определение кратности использования растворителей.
4.5. Исследование возможностей восстановления отработанного растворителя .регенерация,
4.5.1. Перегонка с водяным паром 6
4.6. Качественные показатели отливок по растворяемым моделям
4.6.1. Определение размерной точности отливок. . . .
4.6.2. Определение чистоты шероховатости поверхности опытных отливок
4.6.3. Исследование качества металла.
РАСЧЕТ СУММАРНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В РЕЗУЛЬТАТЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛИТЬЯ ПО
РАСТВОРЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ.
ВЫВОДЫ.д
ЛИТЕРАТУРА


Скорость плавления при 5С пенополистирола при термическом ударе не менее, смс 2,0 2,0 3,0 3,0 1,б 1,
Из табл. ПСВЛ1 и ПСВЛ1С обладают повышенной вязкостью 1,,8 против 1, для марки ПСВЛ2 и соответственно большим количеством порообразователя 5,0 против 4,5, что способствует повышению прочности и перерабатываемости его в изделие V , этим самым предопределяя их перспективность в модельном производстве. Опыт производства литья с использованием пенополистирола марки ПСБ в качестве растворяемых моделей ,,,,, свидетельствует о том, что данный полистирол, несмотря на то, что он уступает по отдельным показателям табл. ПСВЛ1 и ПСВЛ1С может успешно применяться для изготовления качественных отливок. Это вытекает из специфики процесса растворения пенополистирола, когда отсутствуют выделения газообразных продуктов в момент термического разложения пеномодели при контакте с жидким металлом как в процессе изготовления литья по газифицируемым моделям. В случае применения пенополистирола для растворяемых моделей утрачивают свое значение такие факторы как скорость газификации материала при термическом ударе, горючесть и скорость плавления материала модели. Благодаря этому, возрастает доступность к широкому использованию различных марок пенополистирола отечественного и зарубежного производства в процессе изготовления ЛРМ. Характерной особенностью технологии производства пенополистироловых моделей беспрессовым методом является двухстадийный процесс предварительное подвспенивание исходных гранул и спекание моделей в пеноформе. Подвспенивание бисерного полистирола проводится для придания гранулам необходимого предварительного роста, чтобы в дальнейшем, при повторном нагревании, они могли, расширяясь дальше, заполнить все промежутки и пустоты и спекаться между собой под
влиянием создаваемого давления в форме. Основными задачами при разработке технологии предварительного вспенивания являются подбор оптимальных температур, скорости и продолжительности нагревания, выбор теплоносителя и газообразователя . Решению этих задач посвящен целый ряд работ ,. П.В. ГЬдило, В. В.Патуроев, И. П.Романенков обосновали физическую сущность процесса подвспенивания полистирола, основанного на проникновении в ячейки гранул теплоносителя водяного пара или воздуха . Они установили, что лишь расширения гранул обеспечивается за счет вспенивающегося агента, а остальное расширение происходит вследствие проникновения теплоносителя во внутрь ячеек. Как только полимерная пленка достигает температуры текучести С, гранула под действием давления газа начинает увеличиваться в объеме. Процесс вспенивания допустим только при выполнении условия . Для получения подвспененного полистирола высокого качества необходимо создать условия, при которых исключается возможность повреждения оболочки гранул при подвспенивании Зто, очевидно, можно достичь обогревом полистирола высокотемпературным теплоносителем без оказания его внешнего давления на гранулы в период подвспенивания. Выбор оптимальных режимов предварительного вспенивания пред
ставляет сложную задачу ввиду нестабильности свойств пенополистирола даже одной марки в различных партиях . Основным показателем качества пенополистирола, характеризующим возможность получения пеномоделей с заданной объемной массой и хорошей поверхностью, является активность при вспенивании . С и п. С, кгм3. Предварительное вспенивание осуществляют в горячей воде, паром и горячим воздухом ,, . Другие авторы предлагают способы подвспенивания полистирола с помощью инфракрасного излучения ээ , токами высокой частоты ,. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки, определенную область применения и использования различных типов оборудования для его осуществления. На интенсивность и качество предварительного вспенивания влияет температура теплоносителя. Она является определяющим фактором в выборе способа и назначении параметров технологической обработки гранул в процессе предварительного вспенивания. При температуре воды С увеличение объема гранул рис. Продолжительность бспенибанияТ. Рис.