Gáztömör öntvény impregnálásának modellezése

Absztrakt

Számos nyomásosan öntött alumíniumöntvény alkatrész esetében fontos a gáztömörség, de az így gyártott alumíniumötvözet öntvényekben kialakuló porozitás a megmunkálásoknak köszönhetően több öntvényfelületet összekötő átmenő üregrendszerré alakulhat. Az így létrejött potenciális szivárgási útvonal folytonossági hiányok sorozataként fogható fel, amelyek mérete tág határok között változik, és ahol különböző térfogatú üregeket kisebb keresztmetszetű csatornák kötnek
össze. Bár a gáztömörség biztosítására alkalmazott vákuumimpregnálás robusztus technológia, az átmenő üregrendszerek az impregnálást követően is okozhatnak szivárgást. A dolgozat az összetett geometriájú folytonossági hiányok impregnálhatósági kérdéseivel foglalkozik. Az összetett üreggeometria elemi része egy üregből és egy kapilláriscsatornából áll. A kapillárisszakasz korlátozott áteresztőképességét a Hagen–Poiseuille-egyenletre épülő matematikai modellel
becsültük. A számítási eredmények azt bizonyítják, hogy a kapillárisszakaszt is tartalmazó üreg feltöltésének mértéke alapvetően az üreg geometriai jellemzőinek, ezen belül is elsősorban a kapilláris sugarának függvénye. Ha az üregrendszer 28 μm alatti átmérőjű szakaszt is tartalmaz, akkor az impregnálás nem feltétlenül biztosítja az öntvény gáztömörségét. Egy adott térfogatú, a felülethez adott hosszúságú kapillárisszakaszon keresztül kapcsolódó üreg impregnálása a kapilláris
sugara függvényében háromféle eredménnyel zárulhat: bizonyos kapillárissugár felett teljes telítés történik, egy adott határérték alatti kapillárissugárnál csak maga a kapilláris fog gyantát tartalmazni, a két határérték között pedig az üreg részleges impregnálódása várható a kapillárisszakasz kitöltése nélkül.