Формирование отливки при ЛГМ
Формирование отливки при ЛГМ, ее геометрической точности и физико-механических свойств при ЛГМ происходит в результате сложных процессов тепломассопереноса в системе модель-металл-форма.
Наличие газифицируемой модели в форме, которая дестругируется под действием расплавленного металла и постепенно замещается им. Меняет сложившиеся представления о процессе формирования отливки, т.к.
Продукты термической деструкции непосредственно взаимодействуют с металлом как в процессе заливки формы. Так и при кристаллизации и последующим охлаждении отливки.
Определяющим фактором процесса формовки отливки является газовый режим формы. Который следует разделить на два периода. Первый период определяется временем заливки формы металлом. Он характеризуется термодеструкцией пенополистирола в узком зазоре между металлом и моделью с образованием жидкой, парогазообразной и твердой фаз.
Парогазообразная фаза формирует давление в зазоре, которое, с одной стороны, оказывает противодавление гидростатическому напору металла. С другой- определяет скорость фильтрации парогазовой фазы во внутренние слои формы.
Содержащиеся в газовой фазе углерод и водород непосредственно взаимодействуют с жидким металлом и в зависимости от термодинамических условий системы газ-металл растворяются в расплаве. Оказывая влияние на структуру и механические свойства отливки.
Жидкая фаза. Перемещаясь на границу металл-форма, создает замкнутые зоны вторичной термодеструкции жидкой фазы с образованием парогазовой и твердой фаз. Которые оказывают воздействие на формирование отливки при ЛГМ и на свойства металла в прилегающих слоях.
Твердая фаза отфильтровывается в поверхностных слоях формы и становится источником диффузионного насыщения поверхностного слоя отливок из низкоуглеродистых сплавов.
Второй период газового режима начинается после заливки формы металлом. Он характеризуется продолжением процесса термодеструкции жидкой фазы на границе металл- форма. И сконденсированной паровой фазы в близлежащих слоях формы по мере прогрева тепловым потоком от охлаждающейся отливки. В этот период протекают процессы, оказывающие непосредственное влияние на формирование поверхности отливки.
Взаимодействие продуктов термодеструкции с отливкой при ее формировании при ЛГМ
После заливки формы металлом процесс взаимодействия продуктов термодеструкции получает свое дальнейшее развитие на границе металл-форма.
Во время заливки формы металлом образующаяся жидкая фаза деструкции модели. Перемещаясь с зеркала жидкого металла на границу металл-форма. Продолжает дестругировать с выделением паро- и газообразной, а также твердой фаз.
Углерод термодеструкции при заливке формы металлом адсорбируется на зернах кварцевого песка в ближайших к отливке слоях формы.
Паровая фаза. Состоящая в основном из стирола, толуола и бензола, конденсируются в холодных слоях формы. По мере их нагрева теплым потоком от отливок перемещается в более глубокие слои формы. Газообразная фаза, фильтруясь через поры песчаной формы, вытесняет воздух и частично удаляется за пределы формы в атмосферу цеха.
