SU1705723A1

SU1705723A1 - Method of determining pliability of mold and core sands

Info

Publication number: SU1705723A1
Application number: SU894758660A
Authority: SU
Inventors: Иннокентий Васильевич Грузных; Михаил Александрович Дружевский
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1992-01-15

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству, а именно к способу технологического контрол при определении физико-механических свойств смесей при высоких температурах. Цель изобретени -- повышение точности и достоверности измерений и расширение технологических возможностей .Цель достигаетс определением искомого показател как величины , обратной скорости распространени фронта сжати зерен смеси, фиксируемой от момента конца заливки опытной формы до момента начала перемещени датчика 8 в теле формы. 3 ил., 3 табл.The invention relates to foundry, in particular to a process control method for determining the physicomechanical properties of mixtures at high temperatures. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements and expand technological capabilities. The goal is achieved by determining the desired index as the reciprocal of the speed of propagation of the compression front of the mixture grains, which is fixed from the end of the fill of the test mold until the start of the sensor 8 movement in the form body. 3 dw., 3 tab.

Description

Изобретение относитс к литейному производству, а именно к способам технологического контрол при определении физико-механических свойств стержневых или формовочных смесей при высоких температурах .The invention relates to foundry, in particular, to methods of technological control in determining the physicomechanical properties of core or molding compounds at high temperatures.

Цель изобретени - повышение точности и достоверности измерений и расширение технологических возможностей.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements and the expansion of technological capabilities.

На фиг. 1 представлена нижн полуформа , вид сверху; на фиг. 2 - сечение на фиг. 1; на фиг. 3 - схема взаимодействи усаживающейс отливки и смеси.FIG. 1 shows the bottom half-form, top view; in fig. 2 is a sectional view in FIG. one; in fig. 3 is a diagram of the interaction of the shrinking casting and the mixture.

К основанию 1 с помощью крепежа 2 прикреплена опока 3 низа. В опоке 3 зафор- мована полость под заливаемый образец в виде частей 4 и 5. Полость выполнена в виде взаимно перпендикул рных частей, причем одна из них - 4, имеет площадь поверхности грани, равную S, на противоположном конце другой части 5 установлен захват 6, прикрепленный к стенке опоки 3 с помощью клина 7, В смесь на рассто нии I помещенTo the base 1 with the help of fasteners 2 attached flask 3 bottom. In flask 3, a cavity was formed under the sample to be filled in as parts 4 and 5. The cavity is made in the form of mutually perpendicular parts, one of them, 4, has a face surface area equal to S, at the opposite end of the other part 5 there is a gripper 6 attached to the wall of the flask 3 by means of a wedge 7, the mixture is placed at a distance of I

(Л(L

датчик перемещени - металлическа пластина 8, в которую упираетс передающий шток 9, представл ющий собой запа нную кварцевую трубку. Шток 9 через отверстие в опоке 3 соединен с датчиком 10 фиксировани перемещени , который соединен с преобразователем электрического сигнала и прибором 11. Опока 3 низа и опока 12 верха соединены с помощью крепежных приспособлений 13. В верхней полуформе выполнен сто к с чашей 14, через который заливаетс металл.The displacement transducer is a metal plate 8 against which the transmitting rod 9 rests, which is a sealed quartz tube. The rod 9 through the hole in the flask 3 is connected to the sensor 10 for fixing the movement, which is connected to the electrical signal converter and the device 11. The flask 3 of the bottom and the flask 12 of the top are connected with fastening devices 13. In the upper mold half is made one hundred with a bowl 14 through which metal is poured.

На фиг. 3 приведена схема взаимодействи усаживающейс отливки и смеси.FIG. Figure 3 shows the interaction between shrinking castings and the mixture.

Под действием усаживающегос металла поверхность S за врем т 1 сжимает слой зерен смеси, т. е. зерна разворачиваютс и устран ют поры, следовательно, размещаютс более компактно на рассто нии Дкк моменту времени г 2 фронт сжати достигает рассто ни Д 2 и т. д. Как только фронт сжати распространитс на рассто ние 1 10-120 Ј L, пластина 8 начинает перемеXJUnder the action of the shrinking metal, the surface S during time t 1 compresses the layer of the mixture grains, i.e. the grains unfold and eliminate the pores, therefore, they are placed more compactly at a distance Dcc for a time g 2 the compression front reaches a distance D 2, etc. As soon as the compression front extends to a distance of 1 10-120 L, plate 8 begins to shift XJ

О СЛ VIAbout SL VI

юYu

СА)SA)

щатьс в сторону усадки отливки и через шток измен ет электрический сигнал на датчике 10 фиксировани перемещени . Врем от начала заливки до начала перемещени датчика устанавливаетс секундомером либо с помощью прибора 11,sliding in the direction of shrinkage of the casting and through the rod changes the electrical signal on the sensor 10 for fixing the movement. The time from the start of the pouring to the beginning of the movement of the sensor is set with a stopwatch or using the device 11,

Согласно предлагаемому способу полость под отливку выполн ют в виде взаимно перпендикул рных частей, причем одна из них имеет площадь поверхности со стороны перпендикул рной части S, на противоположном конце другой устанавливают неподвижный захват на рассто нии 1 от поверхности S. Кроме того, в исследуемую смесь под поверхность S помещают датчик перемещени в виде пластины с площадью Si S/2 и с передающим штоком н а рас- сто ни и от поверхности 1 10-120 Le , где Ј - усадка заливаемого металла, %. После заливки фиксируют врем т от конца заливки до момента начала перемещени датчика и определ ют податливость смеси П по формулеAccording to the proposed method, the cavity for casting is made in the form of mutually perpendicular parts, one of which has a surface area on the side of the perpendicular part S, at a opposite end of the other set a fixed grip at a distance of 1 from the surface S. In addition, Under the surface S, a displacement transducer is placed in the form of a plate with an area of Si S / 2 and with a transmitting rod at a distance from the surface 1 10-120 Le, where Ј is the shrinkage of the cast metal,%. After pouring, fix the time from the end of pouring until the beginning of the movement of the sensor and determine the compliance of mixture P according to the formula

П P

где V - скорость распространени where V is the propagation velocity

I/I /

фронта сжати зерен.front squeezing grains.

После заливки и начала затвердевани залитый в полость металл начинает усаживатьс . Дл того, чтобы одна из частей гранью деформировала смесь, необходимо, чтобы ее т нула друга часть. Этим обусловлено взаимно перпендикул рное расположение частей полости, причем место их пересечени не регламентируетс . Под действием усаживающегос металла грань с площадью поверхности S будет сжимать слой за слоем зерен смеси, разворачива их и устран поры. В зависимости от физико- механических свойств смеси и, прежде всего , податливости скорость передвижени фронта сжати зерен будет различной. Чем меньше в смеси пор (зерна расположены наиболее компактно), т. е. податливость мала , тем больше скорость распространени и наоборот.After pouring and solidification, the metal poured into the cavity begins to shrink. In order for one of the parts to deform the mixture with a facet, it is necessary that its part should be zero. This is due to the mutually perpendicular arrangement of the cavity parts, and the place of their intersection is not regulated. Under the action of the shrinking metal, the face with the surface area S will compress the layer after layer of the mixture grains, unfold them and eliminate the pores. Depending on the physicomechanical properties of the mixture and, above all, compliance, the speed of movement of the grain compression front will be different. The smaller the pores in the mixture (the grains are located most compactly), i.e. the compliance is small, the greater the speed of propagation and vice versa.

Таким образом, в качестве критери податливости целесообразно выбрать величину П, котора обратно пропорциональна скорости распространени фронта сжати зерен V. Дл определени этой скорости необходимо знать, за какое врем т на определенной длине произойдет перемещение фронта сжати .Thus, as a criterion for compliance, it is advisable to choose the value of P, which is inversely proportional to the velocity of propagation of the grain compression front V. It is necessary to know how long the compression front moves at a certain length to determine this speed.

Рассто ние 10-120 мм ограничено из следующих соображений.A distance of 10-120 mm is limited for the following reasons.

Минимальное значение 10 мм определ етс из технических возможностей установки датчика перемещени и точности замера времени от конца заливки до началаThe minimum value of 10 mm is determined from the technical capabilities of the installation of the displacement sensor and the accuracy of measuring the time from the end of the fill to the beginning.

его перемещени . При экспериментальных опробовани х установки датчика на рассто нии меньше 10 мм не удавалось достаточно точно зафиксировать г . Дл определени максимального значени 120 мм изучалс his move. During the experimental testing of the installation of the sensor at a distance less than 10 mm, it was not possible to sufficiently accurately fix the r. To determine the maximum value of 120 mm was studied

прогрев смеси при кристаллизации металла . Эксперименты проводились с п тью раз- личными составами смеси, которые приведены в табл. 1.heating the mixture during the crystallization of the metal. The experiments were carried out with five different mixture compositions, which are listed in Table. one.

Толщину тела отливки брали равной 30The casting body thickness was taken equal to 30

мм, что соответствует наиболее приемлемому размеру толщины полости. Такой размер выбран из соображений, чтобы проба не была металлоемкой и трудоемкой в изготовлении и в то же врем отвечала наиболееmm, which corresponds to the most acceptable size of the cavity thickness. This size was chosen for reasons that the sample was not bulky and time consuming to manufacture and at the same time answered the most

распространенной толщине отливок в машиностроении .common thickness of castings in engineering.

Полученные результаты представлены в табл.2.The results are presented in table 2.

Из табл. 2 видно, что наибольшей скоростью распространени деформации обладает смесь 4, котора , как известно, относитс к смес м с высокой прочностью. Поэтому максимальное I дл возможности испытани смесей с различными характеристикамиFrom tab. 2, it can be seen that mixture 4, which is known to be a mixture of high strength, has the highest rate of propagation of deformation. Therefore, the maximum I for testing mixtures with different characteristics

прочности и податливости должно быть 120 мм.strength and compliance should be 120 mm.

Кроме того, различным сплавом за счет различных величин усадки t соответствуютIn addition, various alloy due to different values of shrinkage t correspond to

разные перемещени сжимающей части. Чтобы учесть это обсто тельство, необходимо к величине I добавить произведение е L, т. е. окончательно 1 10-120+ t L. Дл определени времени т достижени фронтом сжати заданной длины необходимо установить датчик перемещени в виде пластины. Причем на всю поверхность пластины смесь под действием усадки металла должна давить равномерно. Следова .тельно, площадь пластины Si должна быть меньше, чем площадь сжимающей поверхности , т. е. S/2.different movements of the contraction part. To take into account this circumstance, it is necessary to add the product e L to the value of I, i.e. finally 1 10-120 + t L. To determine the time T to reach the compression front of a given length, it is necessary to install a displacement sensor in the form of a plate. Moreover, the mixture should press evenly over the entire surface of the plate under the action of shrinkage of the metal. Therefore, the area of the Si plate should be less than the area of the compressive surface, i.e. S / 2.

Неподвижный захват предназначен дл того, чтобы залитый металл усаживающейс The fixed grip is designed to allow the poured metal to shrink.

части, образу с ним одно целое, перемещалс под действием усадки только в направлении , при котором создаетс давление под сжимающей поверхностью S. Экспериментально были получены следующие результаты дл смесей, приведенных в табл. 1. Во всех случа х длина мм и заливалс один и тот же сплав - сталь 25 А, имеющий величину относительной усадки Ј 0,02.the parts, forming a single whole with it, moved under the action of shrinkage only in the direction in which pressure was created under the compressive surface S. The following results were experimentally obtained for the mixtures given in Table. 1. In all cases, the length is mm and the same alloy is poured in - steel 25 A, having a relative shrinkage value of Ј 0.02.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.The test results are shown in Table. 3

Из данных табл. 3 видно, что несмотр на различные I результаты по податливости имеют хорошую сходимость. Следовательно , предлагаемый способ дает однозначную оценку показател податливости смесей.From the data table. 3, it can be seen that, despite the various I, the compliance results have good convergence. Therefore, the proposed method provides an unambiguous assessment of the compliance rate of mixtures.

Использование предлагаемого способа позвол ет определить податливость при заливе любого металла независимо от того, имеет ли он фазовое превращение при после- дующем охлаждении, так как измерение производитс непосредственно в процессе кристаллизации.The use of the proposed method allows one to determine compliance when pouring any metal, regardless of whether it has a phase transformation upon subsequent cooling, since the measurement is performed directly during the crystallization process.

Claims

Claim Method for Determining the Compatibility of Core and Forming Mixtures, including placing in a cavity having a T-shape, a mold, a clamp for fixing the end of the casting, placing in the form of displacement sensors connected to a fixing device, pouring the casting mold with metal and determining the characteristics of the interaction of the casting and mixtures, characterized in that, in order to improve the accuracy and reliability of measurements and expand technological capabilities,

The displacement sensor is installed parallel to the cavity of the shelf part of the casting at a distance from it, equal to ... 120 + Ј-L. whereЈ is the relative shrinkage value of the cast metal,%; L is the distance from the cavity of the shelf portion of the casting to the lock end of the casting, mm, while the displacement transducer is made in the form of a plate with an area equal to no more than half the area of the face of the casting shelf facing the sensor and parallel to it, after casting the mold with metal the time from the end of pouring to the beginning of the movement of the sensor and determine the compliance of the mixture

according to the formula

H

where V i is the velocity of propagation of fron

ta compression mixture, mm / s;

I - coordinate of the sensor placement in the body of the mold, mm;

t is the time from the end of the pouring to the beginning of the movement of the sensor, while the lock end of the casting is in the form of a grip.

thirty

Table 1

Supplements over 100%

table 2

/ 7 /

#

S

//

C e b and e d ±

1, gpf

V-v

T

ZZLSOLI

figs