Способ неразрушающего контроля прочности литейных оболочковых форм Советский патент 1981 года по МПК B22C9/04 

1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изучению прочности литейных форм.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения модуля упругости керамических форм по величине деформации разрушения образца-пластины при статическом изгибе .

Основными недостатками способа является использование образца-пластины, не отражающего реального формообразования на поверхности удаляемой затем модели, неточность определения величины деформации при разрушении образца вследствие необходимости приложения больших нагрузок (до кгс/см при испытании керамических образцов), что вызывает обязательное смииание хрупкого образца в местах соприкосновения с опорами при изгибе, либо в местах соприкосновения с захватами прибора для испытания на растяжение. 1 ельзя применить способ для контроля нарастания прочности форм с быстро протекающими химическими и физико-химическими процессами отверждения,так как достижение разрупгающей нагрузки происходит довольно медленно,по сравнению со скоростью указанных процессов.Кроме того,длительное нагружение большими нагрузками капиллярно-пористых упруго-хрупких тел,каковыми чаще всего

10 являются литейные формы ( преимущественно оболочковые ,ведет к развитию деформаций усталости,микротрещин,в результате чего увеличиваются определяемые значения условной деформации,

15 что искажает сам смысл определения модуля упругости. К тому же не фиксируется и не выдерживается постоянной скорость нагружения, которая оказывает ciiauecTBeHHoe влияние на конечioные показатели прочности.

Цель изобретения - определение прочности оболочковых форм в процес38

се их изготовления и эксплуатации и упрощение техники экспер1-1мента.

Поставленная цель достигается TeM что к образцу в течение одной секунды прикладьшают растягивающую нагрузку, равную 0,01-0,6 разрушающей нагрузки и измеряют величину мгновенной деформации растяжения образца.

Чтобы исключить паразитические деформации и увеличить жесткость конструкции образца для определения модуля упругости использованы образцы-двутавры.

Образец необходимо подвергать нагрузке в течение минимально возможного времени, лучше всего грузить мгновенно, т.е. в течение I с. Но при этом необходимо как бы знать заранее, какую нагрузку нужно приложить чтобы мгновенно разорвать образец,тд как даже меньшая предельной нагрузка при ее мгновенном приложении обявательно разрушит хрупкий образец.

Макс1{мальное значение мгновенно прикладываемой к полому образцу-двутавру нагрузки, при которой образец не разрушается и практически не происходит деформирование его полок это 0,6 разрушающей нагрузки. При нагрузках, равных 0,1-0,3 предельной получены деформации, наиболее четко фиксируемые имеющимися самопишущими приборами либо визуально по шкале приборов с большим усилением. При меньших нагрузках дeфcfpмaции очень ,- Л Т Показатели 1 слой (0,8мм) 2 слой

2044

малы, так, при нагрузках 0,01-0,09 предельной они составляют единицы микрон, фиксировать их сложно, в ероятность получить искажение резко , возрастает, что дает основание считать такие нагрузки минимально возможными.

Следовательно, для достижения поставленной цели установлены предельные значе ия мгновенно прикладьгоаемых к образцам нагрузок: минимальная - 0,01, а максимальная - 0,6 разрушающей, рабочими нагрузками, как бы унифицирующими применяемую аппаратуру, являются 0,1-0,3 разрушающей или 0,5-2 кг для оболочковых форм, изготавливаемых по удаляемым моделям, и изучаемых на этапах формообразования.

По фиксируемым значениям деформаций рассчитывают физическую константу-модуль мгновенно-упругой деформации.

Изобретение позволяет изучить механизм реально протекающих процессов деформационного формообразования т.е. оценить влияние модели, находящейся внутри объемно-замкнутой оболочки, на ее прочность как при сушке отверждении, так и при выплавлении и прокаливании.

Данные точности и надежности получаемых результатов приведены в таблице. II (,7мм) I 4 слой (3,tm) 8 слой (7,0 мм)

Определяемый модуль мгновенно-упругой деформации E-j является наиболее достоверным, надежным и стабильным критерием оценки прочности литейных форм на этапах формообразования, во-первых, потому, что применяют образец, изготавливаемых по реальной технологии ( а не как образец-пласти на, совершенно не учитьшающий влияние модели на прочность формы, и имеющий дефекты-ребра жесткости в виде продольных заусенцев по бокам а во-вторых, Е - это физическая кон танта структуры материала, не завис щая от размеров образца, скорости нагружения, типа применяемых приборов и аппаратуры. В результате применения нового способа исследования прочности лите ных форм, преимущественно оболочковых, повышается эффективность научн исследовательских работ за счет определения ранее не определяемых характеристик и возможности обнаружения и объяснения неизвестных науке и практике явлений. За счет повышения надежности эксперимента экономя ся дорогие и дефицитные материалы, так как для установления истинного значения прочности требуется горазд меньшее количество образцов. Оценка технико-экономического эф фекта изобретения показывает, что 46 при снижении брака оболочек на 5-10% в связи с более надежной оценкой их прочности дает ( на программу выпуска литья по выплавляемым модулям 50 тыс. т в год) бос тыс.руб. экономии. Формула изобретения Способ неразрушающего контроля прочности литейных оболочковых форм,, включающий деформацию и определение модуля упругости образцов по величине их деформации, отличающийся тем, 4TOj с целью определения прочности оболочковых форм в процессе их изготовления и эксплуатации и упрощения техники эксперимента к образцу в течение одной секувды прикладьшают растягивающую нагрузку, равную 0,01-0,6 разрушающей нагрузки и измеряют величину мгновенной деформации растяжения образца.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Литье по выплавляемым моделямд Под ред. Шкленника Я.Н.,Оз(рова В.А. М., 1971, с. 202-208.