align="justify"> .2 Деструкція пінополістиролу
В процесі нагрівання при температурі вище 80 ° С пінополістирол переходить з склоподібного стану в еластичне, а при температурі вище 239 ° С - в вязкотекучее. Температуру, рівну 239 ° С, вважають температурою плавлення пінополістиролу Т м. При температурі 340 ° С пінополістирол починає інтенсивно випаровуватися. Тому цю температуру вважають температурою кипіння пінополістиролу. До температури 500 ° С парогазовая фаза в основному складається з парів стиролу. При подальшому нагріванні формуються 4 види продуктів деструкції пінополістиролу: рідка фаза, пари, газоподібні продукти і твердий залишок. У газоподібних продуктах міститься чадний газ, водень, газоподібні вуглеводні і активні групи, що є продуктами радикально-ланцюгових реакцій. При високих температурах кінцевими продуктами деструкції є водень і вуглець. Кількісне співвідношення різних видів продуктів деструкції залежить від температури. З підвищенням температури в парогазової суміші збільшується частка газів і зменшується частка парообразной фази. При цьому значно зростає кількість твердих виділень. За даними B.C. Шуляка, при температурі 700 ° С вміст пари становить 87%, газів - 11% і твердої фази - 2% [7]. При температурі 1300 ° С вміст пари знижується до 15%, а вміст твердої фази збільшується до 70%. Кількість газоподібних продуктів змінюється незначно (збільшується до 15%). Тверда фаза являє собою виділення вуглецю і сажі. Їх наявність при лиття сталі може призводити до небажаного поверхневому й об'ємному вуглецюванню виливки.
Для опису кінетики газифікації моделі в умовах ЛГМ BC Шуляком запропонована наступна емпірична формула:
г=aSt m,
де S-площа моделі, см2; г - віднесений до нормальних умов (температура 273К і тиск 0,1033 МПа) обсяг парогазової фази, що утворилася до моменту часу t, см3;
а і m-емпіричні величини, що залежать від швидкості сплаву, температури і щільності пінополістиролу. З підвищенням швидкості сплаву а збільшується, а т зменшується; величина а змінюється в межах від 17 до 38, а т - від 0,5 до 0,9 [7].
Системні дані за значеннями a та m відсутні. Тому наведену формулу можна використовувати лише для якісного аналізу. Крім того, при t=0 відповідно до даної формулою швидкість газифікації дорівнює нескінченності, що не відповідає фактичним даним.
Схема процесу теплового взаємодії розплаву і моделі в процесі заливання форми наведена на рис. 2.
Тепловий потік з дзеркала розплаву передається через зазор між розплавом і моделлю до нижньої поверхні моделі шляхом природної конвекції і випромінювання. Він залежить від температури сплаву і товщини зазору д. Зі зменшенням товщини зазору тепловий потік збільшується.
Рис. 2. Схема теплового взаємодії металу та моделі у формі: 1 - опока; 2 - модель з пінополістиролу; 3 - метал; 4 - газовий зазор
При цьому збільшується швидкість плавлення моделі V m, яка представляє собою швидкість зміни довжини моделі. Температура на нижньому торці моделі дорівнює температурі плавлення пінополістиролу Т т - 239 ° С. Краплі розплавленого полістиролу падають під дією сили тяжіння на дзеркало розплаву і формують рідку фазу. Під дією високої температури розплаву рідка фаза газифік...
