Взаимосвязь толщины стенок отливки и площади их поверхности при литье под давлением

Именно разность определяет температурный напор на границе отливка—форма и, следовательно, время отвода теплоты перегрева и жидкотекучесть сплава.

Для одновременного учета влияния перегрева и температуры ликвидуса целесообразно использовать параметр, равный отноше­нию разностей и . Для сплавов одной системы, например железоуглеродистых сплавов (чугунов и углеродистых сталей), этот параметр может приближенно оценивать их жидкоте­кучесть без проведения испытаний. Из литературных источников были собраны данные о жидкотекучести чугунов и углеродистых сталей, определенных по спиральной пробе с сечением 7×8 мм в песчано-глинистой форме, построена зависимость в координатах

и установлено регрессионное уравнение

(4)

где .

Возможно распространение уравнения (4) и на другие систе­мы сплавов, в частности алюминиевые и медные, но для этого необходимо проведение экспериментов в сопоставимых условиях.

Следует обратить внимание на то, что большая величина кри­тической толщины стенки и меньшая жидкотекучесть углеродис­тых сталей по сравнению с чугунными связана не только с боль­шей величиной , но и с меньшим их перегревом. Если стали заливаются с перегревом, меньшим 80 °С, то чугуны при изготов­лении тонкостенных отливок, например в автомобильной про­мышленности, заливаются, как правило, при перегреве порядка 200 °С. По всей видимости, высокий перегрев углеродистых и других сталей приводит к появлению дефектов газового, усадочного и пригарного происхождения, и поэтому критическая толщина сте­нок у отливок из углеродистых сталей из-за большей и мень­шего перегрева больше, чем для отливок из чугунов.

Пятым фактором, сильно влияющим на жидкотекучесть, яв­ляется коэффициент теплоаккумуляции формы ( , Втс^1/2/(м^{2 .} К)), который примерно на порядок и более различается для песчано-глинистой (950 для алюминиевых сплавов, 1300 для медных, 1377 для чугунов и 1628 для углеродистых сталей) и металлической (соответственно 2,0*10⁴; 3,7*10⁴;14*10⁴ и 14*10⁴) форм.

Наконец, шестым фактором является температура формы. Если заливку проводить в форму, температура которой поддерживается равной , то время отвода теплоты перегрева и жидкотекучесть будут стремиться к бесконечности. Названный фактор использу­ется при литье по выплавляемым моделям и позволяет при нагре­ве формы до 800... 900 °С изготовлять отливки с толщиной стенки 1,0... 1,5 мм, хотя температура нагрева формы обеспечивает не толь­ко толщину стенки отливки, но и другие показатели качества от­ливки и формы (например, целостность формы при заливке), так же, как и при литье в металлическую форму.

Жидкотекучесть и литейный радиус. Иногда появление литей­ного радиуса на чертежах отливок связывают с жидкотекучестью сплавов. С этим мнением нельзя согласиться, так как литейный радиус следует связывать прежде всего с литейной технологией, а именно со службой литейной формы и, очевидно, со службой самой отливки.

Для песчано-глинистых форм литейные радиусы необходимы, чтобы при извлечении моделей в острых углах не возникли тре­щины. У металлических форм литейные радиусы увеличивают срок их службы (долговечность), так как без литейных радиусов в них возникает концентрация температурных напряжений при заливке расплава в формы.

В случае изготовления отливок из серого чугуна при назначе­нии литейного радиуса учитывается также возможность появле­ния отбела. Наконец, концентрацию напряжений вызывает нагружение самой отливки в машине, особенно на необрабатываемых поверхностях.