Во всех методиках расчета необходимо использовать различные физические свойства сплавов, поиск которых затруднен. Более на­ дежным представляется экспериментальное определение жидкотекучести.

10.1.7. Заполняемость форм

Весь комплекс технологических факторов, характеризующих условия заливки форм, называется заполняемостью. Заполняемость служит более общим понятием, чем жидкотекучесть, которую можно рассматривать как составляющую этого комплекса, определяющую роль литейного сплава. На заполняемость еще оказывают влияние конструкция и теплофизические свойства материала формы, размер и расположение отдельных элементов формы, способ подвода метал­ ла и технологические условия литья.

Трудности при заполнении форм возрастают по мере уменьше­ ния стенки отливки (заполняемость обратно пропорциональна квад­ рату толщины стенки). Чем выше теплопроводность материала фор­ мы, тем быстрее охлаждается металл и хуже заполняемость. Так, за­ полняемость металлических форм (чугунный кокиль) составляет -60-75 % от заполняемости сухих песчано-глинистых форм. Запол­ няемость улучшается при нагреве формы. Заполняемость вертикаль­ ных стенок лучше, чем горизонтальных, поэтому плоские тонкостен­ ные отливки рекомендуется располагать в форме вертикально. Утолщения стенок, расположенные вдоль потока металла заполняе­ мость улучшают, а утолщения стенок, расположенные поперек пото­ ка, ее затрудняют. Для облегчения заполняемости горизонтальных тонких стенок рекомендуется рассредоточенный подвод металла че­ рез несколько питателей. Подвод металла к тонкой стенке лучше выполнять сверху, а не снизу.

В отличие от жидкотекучести, на заполняемость оказывают влияние поверхностное натяжение сплавов и смачивание формы рас­ плавом. Б.Б. Гуляев [4] считает, что для преодоления поверхностного натяжения и обеспечения заполняемости формы необходимо созда­ вать повышенный металлостатический напор Н, который рассчиты­ вается по формуле

tf=2a*cos0/8 р g,

где а - поверхностное натяжение; 0 - краевой угол смачивания; 8 - толщина стенки; р - плотность жидкого металла.

Чем меньше поверхностное натяжение сплава и лучше смачива­ ние поверхности формы расплавом, тем лучше оформляется тонкий рельеф отливок. Эта связь наиболее важна при получении тонко­ стенных отливок и при художественном литье.

Заполняемость в меньшей степени, чем жидкотекучесть, зависит от положения сплава на диаграмме состояния (рис. 115), хотя харак­ тер связи аналогичен.

Рис. 115. Зависимость жидкотекучести /, за­ полняемости 2 и свариваемости потоков 3 от положения сплава на диаграмме состояния

При литье сложных фасонных отливок в формах неизбежно происходят встречи потоков в жидкотвердом состоянии. Лучшей свариваемостью обладают широкоинтервальные сплавы, поэтому они менее склонны к образованию спаев и неслитин при встрече по­ токов, чем чистые металлы, узкоинтервальные сплавы и эвтектики.

Наиболее чувствительна к факторам, оказывающим влияние на заполняемость, шариковая проба (см. рис. 108, г). В первую очередь шариковая проба реагирует на изменение поверхностного натяжения расплава. Неплохой чувствительностью к заполняемости обладает и клиновая проба (см. рис. 108, в). Мерой заполняемости в ней слу­ жит расстояние от вершины затвердевшего металла до вершины ко­ нуса формы (высота незалитого конуса).