Interacțiunea aliaj-lichid

1 Acţiuni mecanice ale aliajului lichid asupra formelor turnate

Acţiunile mecanice ale aliajului asupra formei de turnare se manifestă atât dinamic(la căderea jetului de aliaj pe suprafaţa formei, la introducerea jetului prin presiune sau prin depresiune, sub acţiunea formelor centrifugate şi la punerea aliajului prin spaţiile intergranulare-capilare-ale peretelui formei), cât şi static(presiuni asupra semiformelor şi asipra pereţilor laterali ai formelor.

Când jetul de aliaj lichid în cădere liberă loveşte suprafaţa forţei(la turnarea directă), el exercită asupra acesteia o forţă. Această forţă se calculează cu ajutorul ecuaţiei impulsului, care. Pentru un punct de masă m, este :

- m*d*v=P*dt , unde :

P-forţa care acţionează în timpul dt, producând o variaţie a vitezei dv sau a impulsului cu mdv

La turnarea directă, jetul de aliaj lichid cade de la o înălţime care este funcţie de metoda de turnare.

- Penetrarea aliajului în porii formelor crude şi uscate

(întărite chimic)

Penetrarea aliajului lichid în porii amestecului de formare este efectul unor procese mecanice, fizico-chimice, care nu au loc la turnarea aliajului lichid în forma de turnare.

Penetrarea mecanică a aliajului lichid in porii amestecului de formare poate fi analizată şi prognozată pe baza presiunilor în yona de contact aliaj formă.

Pst+Pdim+Pdie=Pc+Pf+Pgaz ,unde :

Pst-presiunea metalastică a aliajului lichid;

Pdim-presiunea dimanică a aliajului lichid;

Pdie-presiunea datorată dilatării aliajului;

Pc-presiunea în capilare;

Pf-presiunea datorată frecării ;

Pgaz-presiunea gazelor din formă

2Acţiuni termice ale aliajului lichid asupra formelor de turnare

Sistemul termodinamic format aliajul lichid şi forma de turnare schimbă căldura după legile fundamentale ale termodinamicii.

Procesul de schimb de căldură în acest sistem termodinamic este complex, dar el poate fi uşor de studiat dacă se face separarea lui în procese elementare de schimb de căldură.

Transmisia căldurii prin conducţie are loc în peretele presei. În peretele formei se face numai de la o granulă de nisip la alta.

Transmisia căldurii prin conducţie se face după legea lui Fourier:

dQ/dt = -α*dS(δT/δx)

Transmisia căldurii prin convecţie are in coşul turnării aliajelor, de la jetul de aliaj lichid în aer atmosferic, la interfaţa aliaj-formă când după apariţia crustei solidificate, se formează un interstiţiu şi de la suorafaţa exterioară a formei la aerul atmosferic.

Transmisia căldurii prin convecţie se face după legea lui Newton :

dQ=αe*(Tp-Tf)*dS

Transmisia căldurii prin radiaţie are loc în timpul umplerii cavităţii formei cu aliaj lichid.

Cantitatea de căldură Q transmisă prin radiaţie se determină cu relaţia lui Stephan-Botyman

Q =εp-f*C[(Tp/100)4-(Tf/100)4]

Transmisia căldurii în interiorul pereţilor presei spre suprafaţa de contact aliaj-formă are loc prin conducţie ăi prin convecţie.Transmiterea căldurii prin convecţie are loc când temperatura aliajului este radicală, iar pe măsură ce temperatura scoate C2->O

- Determinarea analitică a câmpului de temperatură

Câmpul de temperatură repreyintă repartiţia temperaturii, la un moment dat, pe secţiunea peretelui presei şi a peretelui formei de turnare în timpul solidificării şi răcirii aliajului turnat şi caracterizează toate procesele care au loc în piesa turnată la suprafaţa de contact aliaj-formă şi în piesa turnată la suprafaţa de contact aliaj-formă şi în pereţii formei.