Анализ процесса взаимодействия сплава АЛ11 с газами (стр. 3 из 4)
3.4 Пользуясь чертежом отливки и приведенной методикой рассчитать значение скоростей течения расплава в стояках, литниковом ходе, питателях, а также среднюю скорость подъема зеркала расплава в полости литейной формы. При выполнении расчетов принять значение коэффициента Дарси λ=0,04
А) Максимальная скорость в стояке:
Периметр стояка Р = 2πr; r = 10 P=2×3.14×10 =60 мм= 6 см
(максимально допустимая скорость в стояке)
Б) Максимальная скорость в литниковом ходе:
Периметр литникового хода a = 7мм, b = 68 мм Р =2(a + b)=150мм
 |
(максимально допустимая скорость в литниковом ходе)
В) Максимальная скорость в питателях:
Периметр питателя а = 7 мм, b = 68 мм. Р = 2(а + b)=150мм;
Г)
(средняя скорость подъёма расплава в форме) где,
Zk- высота рассматриваемой точки сечения
μ – коэффициент расхода литниковой системы.
Т.к. нижняя литниковая система, 2 поворота то μ = 0,55-0,6
(средняя скорость подъёма расплава в форме)3.5Определить давления металла на стенки формы в верхней и нижней части стояка на момент начала заполнения формы. Объяснить возможность образования в отливке вторичных шлаковых включений, обусловленных инжекцией воздуха в поток расплава
, где
- искомое давление 
- плотность жидкого металла 
,zk – высота рассматриваемой точки над плоскостью отсчета
- входное (атмосферное) давление,ξ – коэффициент местного сопротивления,
, 
- скорость металла в верхнем сечении стояка; 
- скорость металла в нижнем сечении стояка;1) Давление в верхней части стояка
2) Давление в нижней части стояка
Образование вторичных шлаковых включений в результате инжекции воздуха в поток расплава в данном случае исключено т.к. Px1<Px2
3.6 Оценить вероятность образования вторичных шлаковых включений, обусловленных излишне высокой скоростью течения: расплава в стояке, коллекторе, питателе или полости литейной формы. Проверочные расчеты выполнить по методике, изложенной в лекционной части курса
Сравнение фактических и максимальных серостей в литниково-питающей системе отливки:
Фактическая скорость в стояке
εвх-х – ориентировочный коэф-т местных сопротивлений
Фактическая скорость в литниковом ходе:
Фактическая скорость в питателях:
Т.к фактическая скорость в питателе больше максимально допустимой то возможно турбулентное течение расплава в полости формы также возможны и удары расплава о стенки формы что приведёт к образованию вторичных шлаковых включений.
Чтобы это исключить следует увеличить сечение питатиля или увеличить количество питателей.
3.7 Пользуясь справочной литературой, определить оптимальную температуру заливки сплава
Согласно справочнику оптимальная температура заливки сплава АЛ11 равна 700-750 Со. Но в зависимости от толщины стенок следует подбирать определённую температуру перегрева для обеспечения полного заполнения формы.
3.8 Сформулировать теоретически обоснованные рекомендации, направленные на устранение дефектов типа неполного заполнения формы и вторичных шлаковых включений в случае их появления при серийном изготовлении отливки
Для повышения заполняемости формы металлом следует:
· Увеличить температуру заливки металла, уменьшив его вязкость, но при этом понижается его качество.
· Увеличить скорость течения металла.
Для борьбы со вторичными шлаковыми включениями необходимо чтобы реальная скорость в питателе была меньше максимально допустимой, этого можно достичь путём увеличения сечения питателя и уменьшения сечения стояка также можно скруглить острые углы и исключить ударение потока расплава о стенки при его движении в полость формы.
3.9 Пользуясь справочной литературой оценить жидкотекучесть сплава
Спалв АЛ11 обладает высокой жидкотекучестью его применяют для производства отливок очень сложной конфигурации
4. Анализ процессов питания затвердевающей отливки
4.1 Оценить вероятность появления в отливке дефектов типа усадочных раковин или усадочной пористости
В целом данная отливка мало склонна к возникновению усадочной пористости т.к она изготавливается из узкоинтервального сплава (∆T=92o)
В элементе (4) данной отливки велика вероятность возникновения усадочной пористости т.к более тонкая часть (3) затвердевает раньше и перекрывает доступ жидкого металла к массиву (4) .4.2. Представить модель литой детали, как совокупность связанных между собой геометрических элементов и построить соответствующий график, вершины которого интерпретируются как элементы отливки, а рёбра – связь между ними
Граф литой детали:
1 2 3 4
4.3 Учитывая продолжительность затвердевания каждого элемента литой детали на рёбрах графа литой детали расставить стрелки, указывающие последовательность затвердевания элементов. Стрелки должны быть направлены от элементов с большей продолжительностью затвердевания к элементам с меньшей продолжительностью затвердевания. Продолжительность затвердевания смежных элементов оценивать ориентировочно по значениям их приведённых размеров
Ориентированный граф отображающий последовательность затвердевания литой отливки:
Исходя из значений приведённых размеров определяем последовательность затвердевания элементов отливки:
1 2 3 4
Рис№1 (Ориентированный граф отображающий последовательность затвердевания литой отливки)
4.4 Проанализировать ориентированный граф литой детали с целью обнаружения элементов литой детали, в которых наиболее вероятно образование усадочных раковин или пористости. Основным признаком таких элементов (тепловых узлов) является полное отсутствие на ориентированном графе литой детали стрелок, входящих в соответствующую вершину
Основным признаком таких элементов является полное отсутствие на ориентированном графе литой детали стрелок, входящих в соответствующую вершину.
На рис№1 тепловым узлам литой детали соответствуют вершина №2 т.к. в неё не входит ни одной стрелки.
4.5 Дополнить граф литой детали элементами системы питания отливок к которым относятся: прибыли, питатели; технологические напуски, холодильники и утепляющие вставки. Условные обозначения приведены в таблице №2
Граф системы питания отливки:
П 1 2 3 4
4.6 Оценить эффективность работы системы питания анализируемой отливки. Формальным признаком эффективности системы питания является отсутствие в графе системы питания вершин, в которые не входит хотя бы одна стрелка. Это не относится к вершинам, соответствующим прибылям и питателям