Physical Modeling of Moulds Controlled Crystallization Processes
By the developed method and device for its realization, it is studied the thermal streams in the process of physical modeling of the guided casts crystallization and flat models, proper definite sections and surfaces of the real three-dimensional cast wares, are got.
В.В. Наумик, д.т.н., профессор кафедры «Машины и технология литейного производства»,
Запорожский национальный технический университет
Проведение большого количества натурных плавок, необходимых для отладки новых технологических процессов изготовления качественных отливок в условиях управляемой кристаллизации, требует немалых материальных, энергетических и финансовых затрат. Поэтому разработка адекватных и достоверных методов физического моделирования процессов управляемой кристаллизации отливок для ускорения и удешевления стадии отработки и отладки новых и усовершенствования существующих литейных технологий является крайне актуальной задачей.
Особенности теплопередачи при физическом моделировании
На разработанной экспериментальной установке [1. Патенти на корисну модель 22375 и 22376 Україна, МПК С 30 В 21/00 С 30 В 35/00] были изучены особенности теплопередачи при моделировании процессов кристаллизации.
Во время исследования образец перемещался вдоль плоского нагревателя и кристаллизатора. При этом отвод тепла от нагревателя через образец к кристаллизатору и в окружающее пространство осуществлялся, в основном, за счет теплопроводности.
Для изучения процесса теплопередачи использовали образцы на подложках из меди и нихрома. Первые предназначались для моделирования процессов кристаллизации меди и ее сплавов, вторые — жаропрочных сплавов на основе никеля.
В образцах на расстоянии 3 мм от торцов были просверлены отверстия диаметром 1,5 мм, в которых размещали рабочий спай хромель-алюмелевых термопар. Установленные на плоский теплоноситель образцы нагревали до температуры 250°С и периодически, пошагово перемещали вдоль него. Длина одного шага составляла 10 мм, после чего следовала пауза до стабилизации температуры (обычно 8–10 с). Установившаяся температура фиксировалась цифровым милливольтметром (восемь раз на каждом шаге), при этом торец образца с закрепленной в нем термопарой удалялся на расстояние 70 мм от края плоского нагревателя.
