Исследование теплообменных процессов в литейной форме с армирующей фазой

Abstract

В качестве базового технологического процесса рассмотрен метод литья по газифицируемым моделям с использованием армирующей фазы, установленной внутри пенополистироловой модели. При этом возникают новые для теории литейных процессов многокомпонентные системы: «металл–модель–имплантат–форма» и «металл–армирующая фаза–форма». Исследовано влияние макроармирующих элементов, установленных ориентированно в форме в виде стальных стержней, на процессы тепломассопереноса, затвердевания и гидродинамики. Моделирование процесса производили с использованием программы «ProCast» оценкой условий затвердевания в песчаной литейной форме литых образцов из медных сплавов и армирующей фазы из углеродистой стали. Для сравнения результатов моделировали процесс затвердевания литых образцов размером 10×200 мм без армирующей фазы и с армирующей фазой в виде стержней, занимающих 20 и 50% площади ее сечения. Результаты исследований приведены в виде графических зависимостей температуры охлаждения от времени. Установлено, что использование в литейной форме армирующей фазы оказывает существенное влияние на снятие перегрева металла за счет расхода определенного количества теплоты на нагрев армирующей фазы, увеличивает скорость затвердевания сплава и охлаждения отливки.