Коротко
Прибыль — резерв жидкого металла, который должен затвердевать позже питаемой зоны и компенсировать усадку. Критичны модуль, положение и связь с отливкой.
Модуль
M=V/A. Чем больше модуль, тем дольше при прочих равных затвердевает элемент.
Правило Чворинова
t=B·(V/A)n. Для учебного сравнения одинакового металла и формы часто берут n≈2.
Числовой пример
Если модуль узла 20 мм, а прибыли 24 мм, то при n=2 относительное время tп/tотл=(24/20)²=1,44. Это показывает принцип более позднего затвердевания прибыли; коэффициент 1,2 не является универсальной нормой.
Почему большая прибыль не гарантирует питание
| Проблема | Причина | Действие |
|---|---|---|
| Тонкая шейка | замерзает раньше | увеличить сечение/подогрев |
| Прибыль далеко | длинный путь | переместить |
| Неверный узел | питается не та зона | пересчитать |
| Холодная прибыль | сама быстро замерзает | изоляция/экзотермика |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Выход годного
Если отливка 20 кг, а литники и прибыли 10 кг, η=20/30=66,7%. Цель — минимальная масса питающей системы при гарантированном качестве.
Контроль
| Показатель | Что показывает |
|---|---|
| Положение раковины | должна уйти в прибыль |
| Макрошлиф/рентген | внутреннюю пористость |
| Тепловая модель | последние зоны |
| Выход годного | экономику |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Запас металла и запас времени
Модуль решает тепловую задачу, но не проверяет количество доступного металла. Пусть питаемый объём равен 1000 см³, условный дефицит составляет 3%, а из прибыли полезно поступает 20% её исходного объёма. Требуется 30 см³ подачи, поэтому предварительный минимум Vп = 30/0,20 = 150 см³. Коэффициенты заданы только для демонстрации баланса. Они зависят от сплава, формы прибыли, оболочки и того, какая часть жидкого металла остаётся недоступной.
Проверка модуля выполняется независимо. В площадь A включают поверхности, реально отводящие тепло, с оговорённым обращением с контактом шейки. Изоляционная оболочка меняет теплообмен: геометрически одинаковые прибыли в песке и в оболочке нельзя сравнивать одним постоянным B. Экзотермическая смесь дополнительно выделяет тепло. Каталожный эквивалентный модуль используют только в пределах методики поставщика.
Путь питания
После выбора объёма и тепловой стойкости проверяют шейку, расстояние до питаемой зоны и последовательность образования твёрдого каркаса. Увеличение прибыли при уже закрытом канале лишь повышает расход металла. Удалённый узел может потребовать отдельного питания или изменения охлаждения. Нельзя считать всю отливку единой питаемой массой, если тонкие перемычки отделяют несколько горячих узлов.
Для оценки выхода годного указывают знаменатель: масса металла в форме или масса металла, выпущенного из печи. Приведённые 66,7% относятся к 30 кг в системе «отливка плюс литники и прибыли» и не включают угар и остаток в ковше. Технологическую экономию оценивают вместе с внутренней плотностью: уменьшение прибыли выгодно только при сохранении требуемой зоны без дефектов и допустимых затрат на исправление.
Для простого геометрического сравнения площадь контакта с отливкой исключают из наружной охлаждающей поверхности прибыли, явно оговаривая это приближение. Реальная шейка передаёт тепло между объёмами, поэтому исключение площади не делает её адиабатической. При заметно разных условиях теплообмена используют отдельные коэффициенты или тепловую модель. Показатель n и коэффициент B калибруют под металл и форму; одно отношение модулей нельзя переносить на разные технологии литья.
Первичные источники
- Foseco: Feeder sleeves and riser — Производитель подтверждает назначение изолирующих и экзотермических оболочек.