Практическое занятие №6 расчет высоты подъема расплава при литье вакуумным всасыванием

6.1 Цель занятия: Знать (на уровне узнавания) процесс заполнения кристаллизатора при литье вакуумным всасыванием.

Уметь (на уровне первоначального опыта) рассчитать величину подъема расплава в кристаллизаторе при вакуумном всасывании.

6.2 Краткая теоретическая часть:

Литье вакуумным всасыванием является разновидностью литья под регулируемым давлением наряду с литьем под низким давлением, литьем с противодавлением и вакуумно-компрессионным литьем.

Особенность этого способа литья заключается в том, что расплав заполняет форму под действием разности атмосферного давления, действующего на зеркало расплава в тигле, и давления, создаваемого вакуумированием в полости формы, сообщающейся с расплавом в тигле металлопроводом.

Процесс литья вакуумным всасыванием реализуется в основном по двум схемам: а) литейная форма расположена в герметичной камере и б) герметизируется непосредственно полость формы.

Качество отливок при литье вакуумным всасыванием зависит от гидродинамических параметров процесса заполнения полости формы расплавом

В целом гидродинамический процесс заполнения неустановившийся и сложен для расчета: т.к. необходимо учитывать влияние пульсации, поверхностного натяжения расплава при заполнении каналов менее 3 мм, возможность фонтанировании струи в начальный момент заполнения формы и др.

Скорость потока при других обстоятельствах можно определять из условия неразрывности. Основные параметры закономерностей, рассчитываемые при литье вакуумным всасыванием следующие:

• время, в течение которого давление в камере установки меняется от начального до необходимого

;

• изменение давления в камере установки в течение времени

;

• параметр , с увеличением которого увеличивается интенсивность пульсации

;

• величина необходимого перепада давления

.

В этих формулах:

–изменение давления в камере установки, Н/м²;

−исходное давление в рессивере, Н/м²;

−атмосферное давление, Н/м²;

−постоянная времени установки, с;

−оптимальная продолжительность заполнения формы расплавом, с;

−параметр процесса пульсации;

, − коэффициенты расхода вентиляционного отверстия и проходного сечения дросселя;

, − площади поперечных сечений вентиляционного отверстия и дросселя, соответственно;

−необходимый перепад давления, Н/м²;

−удельный вес расплава, Н/м³;

−расстояние от зеркала расплава в тигле до верхнего торца металлопровода, м;

−высота подъема расплава в полости формы, м;

g − ускорение свободного падения, м/с².

6.3 Задание

Рассчитать:

• Величину давления в кристаллизаторе над расплавом, необходимую для подъема расплава на высоту h=h_i (i − номер варианта) а) алюминиевого сплава; б) бронзы; в) чугуна.

• Наибольшую высоту отливки, которую можно получить вакуумным всасыванием из указанных сплавов.

Считать, что

− плотность расплава соответствует величинам, приведенным в таблице 6.1;

− абсолютное давление над расплавом в кристаллизаторе при окончании подъема металла равно нулю;

− атмосферное давление равно 745 мм рт.ст.

Рис.6.1.Схема установки

Таблица 6.1

Значения параметров процесса для различных вариантов

Вариант i	hi	Плотность сплава (марка сплава), кг/м^3
		алюминиевого	бронзы	чугуна
1	300	2740 (АЦМг)	8700 (Бр010Ц2)	6800 (СЧ10)
2	350	2650 (АК12)	9000 (Бр010С10)	7000(СЧ15)
3	400	2700 (АК5М2)	8600 (Бр010Ф1)	7400 (СЧ25)
4	450	2660 (АК7)	8800 (бр08Ц4)	7600 (СЧ35)
5	500	27800 (АМ5)	8820 (Бр06Ц6С3)	7500 (СЧ30)
6	550	2680 (АК5М)	9400 (Бр05С25)	7300 (СЧ20)
7	250	2600 (Амг5К)	8800 (Бр05Ц5С5)	7200 (СЧ18)
8	200	2940 (АК7Ц9)	9200(Бр04Ц4С17)	7000 (СЧ15)
9	150	2500 (АМг6Л)	8900 (Бр04Ц7С5)	7600 (СЧ35)
10	100	2550 (АМг10)	8600(Бр03Ц12С5)	6800 (СЧ10)