В качестве базового технологического процесса рассмотрен метод литья по газифицируемым моделям с использованием армирующей фазы, установленной внутри пенополистироловой модели. При этом возникают новые для теории литейных процессов многокомпонентные системы: «металл–модель–имплантат–форма» и «металл–армирующая фаза–форма». Исследовано влияние макроармирующих элементов, установленных ориентированно в форме в виде стальных стержней, на процессы тепломассопереноса, затвердевания и гидродинамики. Моделирование процесса производили с использованием программы «ProCast» оценкой условий затвердевания в песчаной литейной форме литых образцов из медных сплавов и армирующей фазы из углеродистой стали. Для сравнения результатов моделировали процесс затвердевания литых образцов размером 10×200 мм без армирующей фазы и с армирующей фазой в виде стержней, занимающих 20 и 50% площади ее сечения. Результаты исследований приведены в виде графических зависимостей температуры охлаждения от времени. Установлено, что использование в литейной форме армирующей фазы оказывает существенное влияние на снятие перегрева металла за счет расхода определенного количества теплоты на нагрев армирующей фазы, увеличивает скорость затвердевания сплава и охлаждения отливки.
The method of lost foam casting with the reinforcing phase installed inside the polystyrene foam model is considered as a basic technological process. In The new multicomponent systems for the theory of foundry processes will be created in this case: «metal–model–implant–mold» and «metal–reinforcing phase–mold». The influence of the installed macroreinforcing elements in the form of steel rods on the heat and mass transfer was researched, solidification and hydrodynamics is investigated. The process was modeled using the ProCast program by evaluating the solidification conditions in the sand casting mold of cast samples from copper alloys and the reinforcing phase from carbon steel. To compare the results, the process of solidification of cast specimens with a size of 10×200 mm without a reinforcing phase and with a reinforcing phase in the form of rods occupying 20 and 50% of its cross section area was modeled. The research results are presented in the form of graphical curves of the cooling temperature and time. It has been established that the use of a reinforcing phase in a casting mold has a significant impact on the removal of metal overheating due to the consumption of a certain amount of heat for heating the reinforcing phase, increases the rate of alloy hardening and casting cooling.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.