Wydział Odlewnictwa II rok Grupa 3 Semestr pierwszy (zimowy)	Przedmiot Tworzywa na formy odlewnicze Temat ćwiczenia Badanie zależności płynności Dieterta – PD , płynności zrzucania – PZ oraz płynności swobodnej – PS od wilgotności masy. (Oznaczanie płynności wigotnej masy klasycznej). Wykonujący ćwiczenie Oleksandra Samarska	Data wykonania 14.11.2011

1. Wstęp teoretyczny

Płynność – jest to zdolność masy do maksymalnego i równomiernego zagęszczania się przy minimalnym nakładzie pracy. Płynność ma duże znaczenie techniczne i ekonomiczne, gdyż wpływa na równomierne zagęszczenie masy w formie, na gładkość powierzchni wnęki formy, a także na ilość pracy potrzebnej do uzyskania określonego stopnia zagęszczenia.

Zasadniczy wpływ na płynność mas klasycznych (bo właśnie takie badamy) mają takie czynniki jak: ilość i jakość lepiszcza, zawartość wilgoci oraz ilość i jakość dodaków. W naszym ćwiczeniu będziemy bdać wpływ wilgoci na płynność, kolejno ją zwiększając dla poszczególnych mas.

W celu oznaczenia płynności opracowano wiele metod opierających się na różnych założeniach. W naszym ćwiczeniu będziemy analizować wyniki 3 metod, które obecnie znajdują największe zasosowanie w kraju:

- metoda H.W. Dietetra i F. Valtiera

- metoda zrzucania – shatter test

- metoda swobodnej płynności.

2. Wykonanie ćwiczenia. Opis metod badania

1. Badanie wilgoności mas. W pierwszą kolej musimy zbadać wilgoność trzech rodzajów mas, które sporządziliśmy. Po zrównoważeniu wagi, ważymy pojemniki,w których będą znajdować się nasze próby masy. Otrzymujemy następujące wyniki (pojemniki mają swoje numery):

24/4 – 17,12g,

27,2 – 16,21g,

35/1 – 16,92g,

14/4 – 16,65g.

W poszczególnych badaniach wykorzystujemy po 50g masy. Suszymy je w suszarce promiennikowej trójkomorowej przez 5 minut. Po wysuszeniu próbki umieszczamy w eksykatorze, aby je ostudzić, ale aby nie nabierały wilgoci z powietrza. Dokladnie ważymy próbki (z dokladnością do 0,1g). Aby obliczyć wilgotność, korzystamy z następującego wzoru:

W=$\frac{a - b}{a}$ 100%,

gdzie: a – masa próbki przed suszeniem (przyjęte 50g)

b – masa próbki po wysuszeniu.

Numer masy	Wilgotność, %
1	1,1
2	1,72
3	2,13
4	2,93

Jak możemy zauważyć z tabeli, przy wykonaniu poszczególnych mas, zwiększaliśmy wilgotność.

1. Metoda H.W. Dietetra i F. Valtiera. Metoda ta polega na mierzeniu za pomocą czujnika stopnia odkształcenia znormalizowanej kształtki walcowej między czwartym i piąym uderzeniem ciężarka standardowego ubijaka. Im mniejsze odkształcenie, tym lepszą płynność ma masa. Wartość płynności obliczamy ze wzoru:

P_D= 100-40*x, %,

gdzie: x – ubytek wysokości kształtki walcowej, mm.

Dla każdej masy powtarzaliśmy doświadczenie 3 razy, otrzymując przy tym 3 warości x. Do wzoru podstawiamy wartość średnią.

Otrzymane wyniki ukazuje poniższa tabela:

Wilgotność masy W, %	Płynność Dieterta, Pd, %
1,1	88,8
1,72	82,4
2,13	66,8
2,93	78,8

Zależność płynności zbadanej metodą Dieterta (P_D) od wilgotności masy ukazuje poniższy wykres:

.

1. Metoda swobodnej płynności. W tej meodzie stosowaliśmy stałą ilość masy – 150g. naważkę przesialiśmy przez sito o oczkach 4*4mm do lejkowatego zbiorniczka z otwartym dnem. Po przesianiu zwalnia się zaczep podtrzymujący dno i zawarta w zbiorniczku masa spada w wysokości 3 stóp (0,914m) na sito o oczkach 6*6mm. Miara płynności swobodnej jest to ilość masy wyrażona w gramach, jaka przejdzie przez sito. Tę ilość masy ważymy z dokładnością do 0,1g.

Otrzymane wyniki pokazuje poniższa tabela:

Wilgotność masy W, %	Płynność swobodna, Ps, g
1,1	150
1,72	150
2,13	101,3
2,93	10

Zależność płynności zbadanej metodą swobodnej płynności (P_S) od wilgotności masy ukazuje poniższy wykres:

Płynność jest tym lepsza, im więcej masy przejdzie przez sito.

1. Metoda zrzucania – shatter test. Zagęszczamy (w sposób znormalizowany) i ważymy kształtkę walcową (φ=h=50mm). Metoda polega na zrzuceniu tej kształtki z wysokości 6 stóp (1,829m) na poziomą płytę metalową. Po rozbiciu kształtki obraca się płytę o kąt 90˚, wskutek czego kawałki masy zsuwają się na sito o prześwicie oczek 1/2”*1/2” (12,7*12,7mm). Kawałki pozostałe na sicie waży się z dokładnością do 0,1g, a następnie oblicza płynność zrzucania P_Z ze wzoru:

P_Z= $\frac{Q_{C} - Q_{Z}}{Q_{C}}$*100%,

gdzie: Q_C – całkowita masa kształtki walcowej,g,

Q_Z – pozostałość na sicie o oczkach ½”*1/2”, g.

Po obliczeniach, otrzymaliśmy następujące wyniki:

Wilgotność masy W, %	Płynność zrzucania, Pz, %
1,1	80
1,72	48
2,13	29
2,93	4,3

Zależność płynności zbadanej metodą swobodnej płynności (P_S) od wilgotności masy ukazuje poniższy wykres:

Im większa jest wartość P_Z, tym lepszą płynność wykazuje badana masa.

3. Wnioski

Krzywe P_z, P_s i P_D mają podobny charakter. Początkowo płynność gwałtownie maleje ze wzrostem wilgotności, osiągając przy pewnej jej wartości minimum. Na naszych wykresach można to zaobserwować przy zwiększeniu zakresu badania. Dalsze zwiększanie nawilżenia powoduje niewielki wzrost płynności. Czasem w badanym zakresie może nie wystąpić minimum, które będzie dopiero przy większej zawarości wilgoci w masie.