Введение
Глава 1. Анализ комплексности технологических решений по совершенствованию способов уплотнения смеси и устранения усадочных дефектов и горячих трещин в отливках 12
1.1. Взаимосвязь процессов, протекающих при уплотнении смеси в форме
и формировании усадочных дефектов и горячих трещин в отливках 12
1.2. Анализ уплотнения сырых песчано-глинистых смесей 14
1.2.1. Варианты методик для расчета уплотнения смеси в форме 14
1.2.2. Особенности реологических моделей для формовочных смесей 19
1.2.3. Определение значений элементов реологической модели смесиЗО
1.3. Формирование отливок в литейной форме без усадочных дефектов35
1.3.1. Основные методы расчета параметров прибылей 38
1.3.2. Определение зоны питания прибылей 42
1.3.3. Критериальная оценка образования усадочной пористости в отливках 45
1.4. Процесс образования горячих трещин в отливках 49
1.4.1. Причины образования горячих трещин и способы борьбы с ними 49
1.4.2. Критерии образования горячих трещин в отливках 51
Выводы по главе 1 58
Глава 2 Исследование условий формообразования при получении фасонных отливок в песчаных формах 60
2.1 Методика проведения экспериментов 60
2.2. Результаты экспериментов. Определение вида реологической модели смеси и значений ее элементов 63
2.3. Методика определения значений элементов реологической модели смеси 74
2.4. Изменение значений элементов реологической модели при изменении плотности смеси 79
Выводы по главе 2 83
Глава З Разработка технических и технологических решений, повышающих качество уплотнения песчаных форм 85
3.1. Математическая модель уплотнения формовочной смеси 85
3.1.1. Связь между напряжениями и деформациями в смеси 85
3.1.2. Двумерная модель формовочной смеси 90
3.2. Расчет уплотнения смеси в плоском сечении формы при встряхивании 92
3.4. Упрощение математической модели уплотнения смеси 96
3.5. Одномерная математическая модель уплотнения смеси 101
3.6. Математическая модель уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха 102
3.7. Расчеты уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха 104
3.8. Пути повышения качества формы при импульсном уплотнении 107
3.9. Исследование влияния перетекания смеси при уплотнении на качество формы 112
3.10. Пути повышения качества формы при уплотнении смеси встряхиванием 116
3.11. Исследование влияния вида напряженного состояния смеси на характер уплотнение смеси. Дифференциальное уравнение уплотнения смеси 121
3.12. Пути развития способов изготовления песчаных форм 126
Выводы по главе 3 130
Глава 4 Разработка технических и технологических решений, обеспечивающих получение отливок с заданным уровнем усадочных дефектов 132
4.1. Фильтрация жидкого расплава в двухфазной зоне 133
4.2. Критерии оценки кристаллического строения отливки 136
4.3. Разработка критериев для расчета образования пористости в отливках и длины зоны питания прибылей 141
4.4. Влияние условий литья на критические значения критериев пористости 156
4.4.1. Учет действия массовых сил на критические значения критериев пористости 157
4.4.2. Влияние газонасыщенности расплава на критические значения критериев пористости 160
4.5. Методика расчета вероятности образования пористости в отливках 166
Выводы по главе 4 169
Глава 5. Разработка технических и технологических решений, предохраняющих отливки от образования в них горячих трещин 171
5.1. Влияние усадочных процессов на деформации растяжения в двухфазной области 172
5.2. Влияние деформаций растяжения в двухфазной области на тепловые и усадочные процессы в отливках 180
5.2.1. Изменение доли твердой фазы при деформации двухфазной области 181
5.2.2. Особенности расчета теплоты кристаллизации в деформирующихся областях отливки 183
5.2.3. Учет деформаций растяжения при вычислении гидравлической проницаемости 185
5.2.4. Изменение фильтрации расплава в двухфазной области под действием деформаций растяжения 187
5.2.5. Оценка перепада давления в двухфазной области в условиях действия растягивающих деформаций 193
5.2.6. Критическое значение критерия пористости К1 с учетом деформаций растяжения 194
5.3. Экспериментальная оценка влияния затруднения усадки на образование пористости в отливках 199
5.3.1. Постановка эксперимента и выбор параметров элементов отливок, формирующих затрудненную усадку 199
5.3.2. Методика проведения эксперимента и обработка результатов. 201
5.3.3. Оценка влияния деформаций растяжения на образование пористости в отливках 204
Выводы по главе 5 208
Глава 6 Разработка универсального критерия, общей модели этапов техпроцесса и единых технологических приемов, обеспечивающих заданные служебные свойства отливок 210
6.1. Универсальный критерий бездефектных зон для этапов техпроцесса изготовления отливки 210
6.2. Общая реологическая модель для трех этапов техпроцесса на основе метода аналогий в механике и теории теплопроводности 219
6.3. Разработка единых технологических приемов, обеспечивающих заданные служебные свойства отливок 229
Выводы по главе 6 233
Глава 7 Численное моделирование процессов формирования отливок на основе разработанных критериальных зависимостей 234
7.1. Влияние значений теплофизических параметров расплава на
образование усадочных раковин и пористости 234
7.1.1. Плотность сплава в твердом и жидком состоянии 234
7.1.2. Начало и конец фильтрации жидкого сплава 240
7.1.3. Проверка расчетов образования усадочных дефектов на адекватность 243
7.2. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «подшипник»251
7.3. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «корпус» 259
7.4. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «балка
надрессорная» 267
Выводы по главе 7 279
Общие выводы 280
Литература
