108(1) 2

108

zwanych ochładzalnikami (kokilami). Szybkie odprowadzenie ciepła przez ochła-dzalnik następuje dzięki jego dużej przewodności cieplnej w stosunku do materiału, z którego jest wykonana forma.

Ochładzalniki umieszcza się także przy niewielkich zgrubieniach w odlewie, tworzących lokalne węzły cieplne. Dąży się przy tym do zmniejszenia czasu krzepnięcia tych zgrubień co najmniej do tej wartości, jaka charakteryzuje przekroje przyległe. Taki sposób postępowania umożliwia zasilenie (dostarczenie ciekłego metalu podczas krzepnięcia) drobnych, lokalnych węzłów cieplnych za pośrednictwem przyległych do nich, cieńszych ścianek.

Istotną sprawą jest również miejsce doprowadzenia metalu do wnęki formy, czyli usytuowanie wlewów doprowadzających. Dla odlewu są one źródłem gorącego metalu, a także powiększają masę tej jego części, z którą się stykają.

Jest więc rzeczą oczywistą, że w celu powiększenia gradientu temperatury w odlewie, sprzyjającego kierunkowemu krzepnięciu, metal należy doprowadzać do najgorętszych części odlewu, zwykle w okolicy nadlewów lub wprost do nich.

Sposób zasilania i obliczania nadlewów jest różny, w zależności od tworzywa odlewu. Skrócone dane dotyczące obliczania nadlewów dla wybranych tworzyw odlewniczych ujęto w tabl. 56. W przypadku odlewów z żeliwa szarego z grafitem płatkowym, nadlewy stosuje się tylko do odlewów o podwyższonych wymaganiach

Tablica 56

Uproszczone zasady obliczania zasilaczy (nadlewów) dla wybranych stopów

M - moduł zasilanego węzła cieplnego

V - objętość zasilanego węzła,

A - pole powierzchni odprowazającej siepło z zasilanego węzła, D - średnica nadlewu

Tworzywo odlewu	Wartość modułu zasilacza M*)	Wysokość zasilacza	Zasięg działania zasilacza
Żeliwo sferoidalne	Mz = 1,2 M	H = 1,5 D	4 M + efekt brzegowy: -    5M dla M ^8 cm -    4M dla B < M <13 cm -    3M dla 13 cm
Staliwo	Mz = 1,2 M	H = (lfl,5)D Zależnie od wskaźnika kształtu odlewu
Stopy Al	Mz = 1,5 M	H = 2 D	Zależny od stosowanego ochładzalnika

#)

wytrzymałościowych. Zagadnienie to zostanie pominięte. Szczegółowo zagadnienie projektowania zasilania zostanie omówione na przykładzie staliwa.

Obecnie znanych jest kilka metod obliczania i doboru liczby wielkości i kształtu nadlewów dla odlewów staliwnych. W praktyce szeroko stosuje się metodę Wlodawera (Szwajcaria), uzupełnioną innymi badaniami, a opierajęcą się częściowo na zależnościach teoretycznych, dotyczących głównie czasu krzepnięcia odlewu, oraz na licznych doświadczeniach przemysłowych. Poniżej zostaną przedstawione podstawowe zasady tej metody w odniesieniu do nadlewów zwyczajnych [7j.

6.3.3.1. Wielkość nadlewów

Podstawowym pojęciem stosowanym w obliczeniach wielkości nadlewów, a także ochładzalników, jest wartość tzw. modułu, charakteryzująca masywność danego węzła cieplnego (całego odlewu, jego zgrubienia, samego nadlewu lub innego elementu). Moduł definiuje się jako

M = j cm,    (3)

gdzie: V - objętość węzła, cm⁵, A - pole powierzchni węzła, z której jest odprowadzane ciepło (oblicza się je z pominięciem powierzchni zetknięcia się

2

z innymi częściami odlewu, np. z nadlewem), cm .

W konkretnych przypadkach przy obliczaniu modułów stosuje się uproszczenie kształtów rzeczywistych odlewu. Naddatki na obróbkę, które należy uwzględnić w obliczeniach, podano w tabl. 30.

Należy zwrócić uwagę, że przy obliczaniu modułów węzłów cieplnych, do których jest doprowadzany metal, należy uwzględnić pola przekrojów wlewów doprowadzających (zmniejszenie się powierzchni oddawania ciepła o tę wartość). Obliczenia układu wlewowego, o ile zalewanie ódbywa się z kadzi przechylnych, jest prawie identyczne jak dla żeliwa. W praktycevróżni się ono jedynie wartościami współczynnika empirycznego s we wzorze na czas zalewania, który dla staliwa należy przyjmować w granicach 1,3 J 1,6, przy czym dla doprowadzenia z dołu, przy grubych ścianach s = 1,3, dla doprowadzenia z góry przy cienkich ściankach s = 1,5 £ 1,6.

Typowe, najczęściej stosowane kształty nadlewów pokazano na rys. 13.

Moduł węzła cieplnego jest parametrem określającym całkowicie czas krzepnięcia tego węzła w formie piaskowej. Ponieważ przyjmuje się zasadę, że czas krzepnięcia metalu w nadlewie ma być dłuższy od czasu krzepnięcia metalu w odlewie, moduł zasilacza musi być większy od modułu węzła.

ii

’i