выбивку образцов, от температуры их предварительного нагрева (рис. 3).
   Как видно из этой зависимости, кривая, характеризующая работу выбивки A,
имеет два максимума и два минимума.
   Первый максимум соответствует исходному состоянию образцов, нагретых  до
200є C и охлажденных, а также продутых CO[pic]. При последующем  нагреве  и
охлаждении образцов работа, затрачиваемая на их выбивку, непрерывно падает,
достигая минимальных значений («первый минимум») в интервале 400—600° С.
   Нагрев до более высоких  температур  вызывает  новый  значительный  рост
работы, затрачиваемой на выбивку, которая достигает  максимальных  значений
при 800° C («второй максимум»).
   Из приведенных  на    рис.  3  зависимостей  видно  также,  что  работа,
затрачиваемая    на  выбивку   образцов,   продутых   CO[pic],   при   всех
температурах их предварительного нагрева оказалась ниже работы, затраченной
на выбивку высушенных образцов.
    Однако, если при первом максимуме  работы  разница весьма  существенна,
то при втором максимуме эта разница значительно уменьшается,  а  при  обоих
минимумах величина A практически одинакова. Это свидетельствует о том,  что
при нагреве до высоких температур и охлаждении  опытных  образцов  в  смеси
происходят одинаковые или  подобные  процессы.  На  этом  явлении  подробно
остановимся.
     Наличие  минимума   работы,   затрачиваемой   на   выбивку   образцов,
предварительно нагретых до температур,  лежащих  в  интервале  400—600°  C,
приводит к мысли о возможности создания в  стержнях  условий,  при  которых
связь между отдельными зернами наполнителя нарушалась бы  после  заполнения
литейной формы жидким металлом и образования на отливке твердой корки и  не
восстанавливалась бы  в  процессе  последующего  охлаждения  стержней.  Для
достижения этой цели могут быть использованы два пути.
   Первый  заключается  в  регулировании  степени   прогрева   стержней   с
использованием  для  этого  различных  теплопроводных  и  теплоизоляционных
смесей; второй —  в  значительном  расширении  благоприятного  для  выбивки
интервала температур.
    На  практике  приходится  сталкиваться  с  очень   большим   диапазоном
температур прогрева стержней — от  минимальной  в  центре  до  максимальной
(близкой к температуре заливаемого металла) — на  поверхности.  Однако  для
успешной  выбивки  стержня  часто  оказывается  достаточно   иметь   легкую
выбиваемость его основного объема, тогда наружная часть, соприкасающаяся  с
отливкой, довольно легко  может  быть  удалена.  Об  этом  свидетельствует,
например, опыт применения оболочковых стержней из смеси с  жидким  стеклом,
как правило не вызывающих затруднений при выбивке из отливок.
   Была проверена возможность регулирования  степени  прогрева  стержней  с
помощью  материалов  с  различными  теплофизическими   свойствами.   Однако
введение в  смеси  с  жидким  стеклом  20%  чугунной  стружки   [pic],  10%
окалины[pic], применение в  качестве  наполнителя  хромомагнезита  [pic]  и
других  высокотеплопроводных материалов, введение в смеси
                                    [pic]

          Рис.4.    Влияние  толщины  стенки  отливки  на  условия   нагрева
          стержней из смесей с жидким стеклом:
           1— хромомагнезитовой; 2 — кварцевого песка и 10% асбеста;
           3 — кварцевого песка и 20% чугунной стружки.

материалов (асбеста), тормозящих отвод тепла[pic], не позволило существенно
изменить температуру в центре стержней (рис. 4).
    Для  решения  второй  задачи  необходимо   было   установить   причины,
определяющие зависимость работы,  затрачиваемой  на  выбивку  стержней,  от
температуры их предварительного нагрева.
   Существенное различие работы, затраченной на выбивку высушенных образцов
(рис. 3) в области  первого  максимума  (исходное  состояние),  объясняется
различием природы пленок, связывающих  зерна  кварцевого  песка.  Небольшое
увеличение прочности образцов, продутых углекислым газом и нагретых до 200°
C, закономерно и объясняется краткой продолжительностью (45  сек)  продувки
образцов углекислым газом.
   При последующем нагреве образцов до температур  400–600°  C  наблюдается
значительное уменьшение работы, затрачиваемой на выбивку образцов.
   Важно отметить, что величина работы в этом интервале температур является
минимальной и  практически  одинаковой  как  для  образцов,  предварительно
высушенных, так и для образцов  продутых  CO[pic].  Пленка  жидкого  стекла
обладает чрезвычайно высокой адгезией  к  кварцевым  зернам.  Это  особенно
сильно  проявляется  в  условиях  высоких  температур,   когда   происходит
химическое взаимодействие между щелочным силикатом  натрия  и  поверхностью
кварцевых зерен.
  Учитывая когезионный тип разрушения смесей с  жидким  стеклом,  изменение
прочностных свойств смесей в условиях их нагрева и последующего  охлаждения
можно объяснить изменениями, происходящими в пленке жидкого стекла.
   Вследствие различных температурных коэффициентов объемного  и  линейного
расширения стекловидного силиката натрия и кварцевого песка  при  повторном
нагреве  и  охлаждении  высушенных  образцов  в  пленке,  склеившей   зерна
наполнителя,  возникают  напряжения,  приводящие  к   образованию   трещин,
нарушающих её сплошность и снижающих прочность образцов на удар.
   При нагреве образцов до 600° C и последующем охлаждении  к  напряжениям,
возникающим  вследствие  различия  температурных  коэффициентов  расширения
пленки  и  зерна,  добавляются   напряжения,   возникающие   в   результате
модификации изменений кварца (переход ?-кварца в ?-кварц при 575° С).
   Снижение величины A и образование  первого  минимума  объясняется  также
полной потерей  влаги  гелем  кремневой  кислоты  и  дисиликатом  натрия  в
интервале температур примерно до 350–400° С.
   Эти  данные  подтверждаются  термограммами  высушенных  при:  200°  C  и
продутых углекислым газом смесей, содержащих 6% жидкого стекла.
   Здесь, однако, имеется в виду влияние  не  собственно  потери  влаги,  а
воздействия этого процесса на возникновение  в  пленке,  связывающей  зерна
кварца, напряжении, приводящих к образованию в ней трещин, резко  снижающих
общую прочность смеси.
   Наконец, следует учесть, что напряжения в пленках будут  тем  выше,  чем
больше будет перепад между температурой нагрева и температурой последующего
охлаждения.  Влияние  этих  факторов  на   условия   выбивки   стержней   и
подтверждение превалирующего значения напряжений, возникающих в  пленках  и
приводящих к  падению  величины  A,  находим  экспериментально.  Полученные
данные (рис. 5) ясно показывают, что при  повторном  нагреве  и  охлаждении
прочность образцов резко падает.
      Очевидно,   что   стекловидная   пленка,   содержащая   в    основном

Разместил: Гость Прочитано: 13505