ИЗМЕНЕНИЕ ПОДАТЛИВОСТИ СЫРОЙ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТОЙ ФОРМЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТЛИВКИ

摘要

Одним из путей повышения экономической эффективности работы литейного предприятия является снижение себестоимости изделия за счет уменьшения брака, весомая доля которого образуется ввиду возникновения горячих и холодных трещин в процессе затвердевания и охлаждения в системе 《отливка - форма》. Образование трещин происходит из-за силового взаимодействия отливки с формой. В настоящее время используется ряд подходов к определению величины напряженного состояния в материале отливки и, соответственно, определению величины силового взаимодействия. В работе рассматривается разработанная оценка напряженно-деформированного состояния системы 《отливка - форма》, которое определяется по сопротивлению деформации формовочной смеси. Изменение сопротивления деформации формовочной смеси носит сложный характер ввиду многофакторности процесса взаимосвязи возникающих напряжений с тепловым и компонентным составом слоя песчано-глинистой формы. В работе исследовалось влияние геометрических параметров и теплофизических свойств отливки на сопротивление деформации формовочной смеси. Разработана математическая модель, учитывающая теплопередачу между отливкой и формой, нарастание сухого слоя формы и миграцию влаги в слое песчано-глинистой смеси. На основе математического моделирования проведен количественный анализ влияния теплофизических свойств отливки: теплопроводности, объемной теплоемкости, теплоты кристаллизации, а также геометрических параметров в виде толщины стенки отливки на податливость сырой песчано-глинистой формовочной формы влажностью 5 %, выраженной через среднее сопротивление деформации под элементом затруднения длиной 100 мм. Установлено, что исследование изменения вышеперечисленных факторов в сторону увеличения в фиксированный момент времени повышает среднее значение сопротивления деформации. Показана количественная взаимосвязь выделившегося тепла с ростом сухого слоя формовочной смеси. Отмечено, что динамика изменения средней температуры не всегда совпадает с ростом сопротивления деформации формовочной смеси.