Изобретение относитс к литейному производству и может найти применение при изготовле1гаи отливок методами точного лить , например по выплавл емым модел м. Термостойкость литейных керамических форм вл етс одним из важных показателей , характеризующих их способность не снижать прочности и не разрушать с при заливке металлом под действием те мического удара. Однако в литейном производстве отсутствует способ определени термостойкости литейных форм, адеква1Тно отражающий реальные услови при, их прокалке .охлажаении и заливке металлом В св зи с отсутствием такого метода затрудн етс вы вление причин брака отливок по прорывам форм и разработка новых технологических процессов повышени их термостойкости. Известен метод определени термостойкости керамических форм, изготовлен ных из суспензии, которую оценивают по прочности на статический изгиб образцов после их прокалки, охлаждени на воздухе и нагрева до 1273 К l . Известный способ позвол ет определить прочность образцов на изгиб при 1273 К, ослабленных возникшими при резком охлаждении на воздухе треишна ми, и не характеризует способность питейной керамической формы противосто ть термическим разрушающим напр же- 1га м. Дл проверки термостойкости керамических трубок их резко ввод т в печь с температурой 107О К и после медленного охлаждени с печью провер ют их целостность . Данный способ не позвол ет количественно и быстро определить термостойкость керамических форм. Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности вл етс способ определегш термостойкости, который заключаетс в нагреве изнутри (радиально) цилиндрических полых офазцов, ИЗГОТОГУлен1 ых из материалов, идонтичшых материалу керамических (юрм, электрическим нагревателем. Нагрев при этом осушествл етсп ступепчато. Дл точного опред&лени разрушающего температурного перепада образцы снаружи нагревают электрической спиралью,а в процессе 9кспери мвдта провод т серию испытаний при различных величинах стационарного теплового потока при практические нулевой скорости терьшческого нагрркени . Метод Предусматривает определение мощности, вьщел емой нагревателем 2. Однако известный метод определени термостойкости керамических материалов не примен етс дл оценки этой характеристики литейных керамических форм по вьпшавл емым модел м, так как метод не позвол ет смоделировать теплофизические ycnoB jH в литейной форме в момент заливки ее .металлом, а именно термический удар, характеризуемый скоростью термическохх нагружени пор дка 5О500 К/с; не учитывает механическое нагружение формы от залитого металла отличаетс ограниченностью темлературного интервала испытани офазцов, обусловленной стойкостью материалов на гревателей. Крсжю того, за критерий тер мостойкости в известном методе прин т разрушающий температурный перепад при посто нном тепловом потоке, разрушением же считаетс по вление трещины, что не всегда приводит к разрущенкю лзгге ной формы. Таким образом, ни один из указанны способов не позвол ет смоделировать теп лофизические услови , возникающие в литейной форме при ее прокалке, охлаждении на воздухе и заливке металлом, и не дает возможность быстро и количественно оценить термическую стойкость литейной формы с учетом ее физико-механических свойств, конфигурации и режима термического нагруженн . Цель изофетени - определение термостойкости литейных форм при ускоренном и точном воспроизведении реальных условий залитых форм металлом. Указанна цель достигаетс тем, что в способе испытани на термостойкость литейных керамических форм, получаемых цо выплавл емым модел м, включающем радиальный нагрев пустотелых цилиндрических образцов, изготовленных из материалов , идентичных материалу керамических форм, с регистрацией измерительным прибором разрушающего температурного перепада между их внутренней и наружно поверхност ми и ме цности теплового потока , образцы нагревают до 973-1373 К охлаждают на воздухе до 283-1073 К и подвергают в предварительно механическом напр женном состо нии термическому налружению со скоростью 5О-500 Ус.. Термическое напр женное состо ние создают электрической дугой. Указанные пределы нагрева, охлаждени и термического нагружени объ сн ютс тем, что существуют следующие наиболее распространенные технологические процессы производства лить по выплавл емым модел м. Один из данных процессов предусматривает прокалку оболочек при 973-1373 К охлаждение перед заливкой до 873-973 К и заливку их металлом с температурой пор дка 17ОО-2ООО К. Другой технологический процесс включает в себ прокалку форм до указанных пределов, охлаждение их до комнатной темпераггуры (293 К) и заливку металлом. Скорость термического нагружени форм при заливке металлом дл обоих процессов находитс в пределах 5050О К/с. Скорость термического нагру- жени определ ют как частное от делени перепада температур между металлом и формой и времени заливки. На чертеже представлена схема установки образцов в зажимы испытательного устройства. Полые цилиндрические офазцы 1, иэготовленные по существующей технологии производства форм по вьшлавл емым модел м , предварительно прокаливают в течение 2 ч при 973-1373 К, затем, охладив на воздухе до 293-1073 К, помещают в специальные зажимы 2 и 3 испытательного устройства таким офазом, чтобы угольные электроды 4 находились в центре полых цилиндров. В экспериментах используют, палые цилиндрические образцы длиной 1ОО мм с наружным и внутренним диаметрами соответственно 40-50 и 25 мм. Угольные электроды (киноугли) 4 примен ют марок 7-6О и 8-60 ГОСТ 8338-75. Мощность, вьщел емую в цепи электродов, определ ют по показани м вольтметра 5 и амперметра б, температурный перепад между внутренней и наружной поверхност ми офазца измер ют термопарами 7 и 8 потенциометром ЭПР-О9МЗ 9. Электросекундомером 10с точностью до 0,О1 с фиксируют врем от момента зажигани электрической дуги до разрущени образцов. С целью определени времени разрущени сфазцов от совместного воздейст- ВИЯ механических и термических напр жений их закрепл ют торцами в неподвижный 3 н подвижный 2 ааисвмы таким о зазоМ, чтобы при по влении трещины, локализованной в концентраторе 11 к пр жений, происходил разрыв образцов, предварительно нагруженных через подвижный зажим 2 и груз 12. За критерий термостойкости при этом принимают врем разрушени предварительно нагруженного офазца в секундах.
Результаты термостойкости С в зависимости от материалов и режима термического нагруженн приведены в таблице.
Как следует из данных таблицы, безсторна заливка кварцевых форм, прок ленных при 973-1373 К и оэс ажденных до температуры ниже 973 К, прнводат к разрыву форм расплавленным металлом, а формы, изготовленные из высокоглиноземиотого шамота, выдерживают безс тор . ную заливку без разрушений.
Реализаци способа испытани на тер .мостойкость керамических форм позвол ет (моделировать реальные теплофизичесi кие услови в литейных формах на сгаци х
их прокалки, охлаждени i заливки металлом , причем тep личecкий удар от заливаемого металла имитируют с помсшхью электрической дуги со скоростью терми ческого нагружени 5О-5ОО К/с, предусмотреть соэдешие в о азцах напр женного состо ни под воздействием механической нагрузки и термического расширени материала формы, а также прин ть за критерий термостойкости не по вление трещины в услови х стационарн го теплового потока, а врем разрушени образца от к( ъшлвксного воздействи механического и термического нагружени в услови х термоудара от заливаемого металла, операпгано определ ть термостойкость литейных керамических форм.
Использование предлагаемого способа позвол ет разработать технологические процессы изготовлени термостойких форм а применение его дл систематического контрол в действующем производстве дает возможность уменьшить брак отливок по разрывам форм.