10.1.2. Определение жидкотекучести

Исследования жидкотекучести в любой пробе необходимо про­ водить с максимальным приближением к конкретным условиям ли­ тья. Поэтому пробы могут быть песчаными, металлическими или из керамики.

Результаты замеров жидкотекучести, полученные в каждой от­ дельной пробе, являются относительными и не могут сопоставляться между собой. Результаты исследования каждой пробы в какой-то степени подчеркивают влияние одного из свойств расплава (вязко­ сти, поверхностного натяжения, характера кристаллизации и т.д.).

Наибольшее распространение получила спиральная проба. Она принята в качестве стандартной. В соответствии с ГОСТ 16438-70 жидкотекучесть любых сплавов определяется путем заливки распла­ ва в сухие и сырые песчаные формы или в кокиль. Песчаные формы (см. рис. 107) изготовляются по единой модели и имеют канал трапе­ циевидного сечения. Высота и ширина основания трапеции - 8 мм, а вершина скруглена с радиусом 3 мм. Кокиль (см. рис. 108) имеет внутреннюю полость с каналом того же сечения. Стандарт устанав­ ливает и условия заливки пробы. Она должна быть установлена стро­ го горизонтально при помощи уровня. Температура заливки чистых металлов принимается на 5±0,5 % выше, чем температура плавления, а температура заливки сплавов должна на 5±0,5 % превышать их температуру ликвидуса. Температура заливки формы при заливке спирали должна быть 25±10 °С.

Проба имеет вместительную литниковую чашу 1 с перегородкой для удержания шлака. Внутренний конец спирали заканчивается вы­ пором, чтобы удалялись воздух и газы из формы. Для обеспечения одинакового металлостатического напора стояк предварительно пе­ рекрывают пробкой 2. Через каждые 50 мм в форме над каналом вы­ полнены шаровидные углубления высотой 1 мм. На залитой спирали они образуют выступы, облегчающие замеры ее длины. Проба явля­ ется наиболее точной. Погрешность определения жидкотекучести составляет ±3,5 %.

Пробу на жидкотекучесть по ГОСТ 16438-70 следует отличать от спиральной пробы Кюри, которая весьма похожа, но заливается через стояк, установленный в центре спирали.

Прутковые пробы (рис. 109, а) наиболее просты. Формы могут быть металлические или песчаные. Они имеют один или несколько

горизонтальных каналов диаметром 5 мм, длиной до 500 мм. Из-за большой длины канала пробы очень чувствительны к отклонениям по горизонтали, требуют тщательной проверки горизонтальности по уровню перед заливкой. Чащ'е используются металлические формы с одним каналом. Большое влияние оказывает и изменение металло­ статического напора при заливке. Заливочную ложку надо держать на одинаковой высоте от литниковой воронки. Погрешность измерения жидкотекучести по прутковой пробе может достигать от 2 до 15%.

U-бразную пробу, предложенную Ю.А. Нехендзи и А.А. Сама­ риным, точнее, U-образную пробу, усовершенствованную И.В. Куп­ цовым и называемую комплексной U-образной пробой (рис. 109, б) заливают в металлическую форму с вертикальным разъемом. Мерой жидкотекучести служит длина прутка, полученного в вертикальной части канала. Следует учесть, что данная проба является комплекс­ ной. С ее помощью можно определить еще и линейную усадку, склонность к образованию трещин и развитию усадочных пустот. Кроме того, на разрезах залитой пробы можно выявлять структуру, определять содержание газов и неметаллических включений. По­ грешность измерения в U-образной пробе может достигать 18%. Это связано с трудностью создания стабильных условий заливки и пере­ менным металлостатическим напором при заполнении восходящей части канала.

Шариковая проба А.Г. Спасского относится к технологическим пробам с каналами переменного сечения. Она может заливаться как в песчаные, так и в металлические формы. Кокиль (рис. 109, г) со­ стоит из двух половин и клиновой вставки 2, соприкасающейся с ша­ риком 1, укрепленным в одной из половин. Мерой жидкотекучести является площадь или средний диаметр отверстия в отливке, обра­ зующегося в месте контакта формы с шариком. Шариковая проба от­ носится к пробам с постоянным объемом жидкого металла (объемом металла, подтекающим под шарик, можно пренебречь), что способ­ ствует лучшей воспроизводимости результатов испытаний. Она дает наглядное представление о толщине стенки отливки, которая может быть заполнена при данных условиях. Шариковая проба также по­ зволяет сравнивать способность различных сплавов заполнять тонкие рельефы форм, поэтому очень часто эту пробу относят к пробам на заполняемость, о которой речь пойдет ниже.