Страница 3 из 7
Перемещение (расширение) поверхностного слоя формы вызывает деформацию смежной с ним зоны конденсации влаги и ее разрушение па границе с коркой. В результате сплошность формовочной смеси в форме нарушается, между поверхностной коркой и зоной конденсации образуются щели. Заполняющий форму расплав проникает в эти щели, и на отливках обнаруживаются ужимины в виде тонких приливов, отделенных от отливки небольшими прослойками формовочной смеси. Эти приливы расположены перпендикулярно к платикам и бобышкам. Если перемещение корки вдоль зоны конденсации влаги превысит предельную величину, при которой масштаб отрыва корки еще невелик, то она полностью отделится от зоны конденсации, провиснет и оторвется. Расплав, заполнивший образовавшееся плоское углубление в полости формы, образует на отливке ужимину-плену. Подобные ужимины всегда сопровождаются в отливке песчаными включениями. При незатрудненном ужиминообразовании склонность формы к образованию на отливках ужнмин определяется критием F, который должен быть меньше единицы. Значение этого критерия тем меньше, чем меньше коэффициент линейного расширения формовочной смеси, средняя температура, толщина и модуль упругости высушенной поверхностной корки формы и чем выше прочность зоны конденсации влаги при сдвиге и предельно допустимое перемещение высушенной корки (при котором не происходит ее отрыв). Ужимины (главным образом борозды) на нижней поверхности отливок образуются по обеим рассмотренным схемам. Попадающие первыми в форму струи металла прогревают лежащие под ними участки формы. Образовавшиеся при этом высушенные и наиболее прогретые корки формы выпучиваются в местах, не покрытых металлом. На прежнее место они не могут быть уложены расплавом вследствие увеличения их размеров из-за расширения смеси. В результате в отливке образуются отпечатки (борозды), соответствующие выступающим концам корок. Поэтому борозды очень часто возникают вдоль пути первых потоков металла, в основном вблизи питателей. Если выпучившиеся кусочки сухой корки смываются потоками металла, на отливках образуются плоские наросты, называемые ужиминами-пленами. Образование таких ужимин всегда сопровождается песчаными включениями в отливке. Отслоение поверхностных слоев формы происходит через некоторый промежуток времени после начала теплового воздействия жидкого металла на форму. Такой промежуток времени называют критическим. К этому моменту увеличивающийся при заливке критерий ужиминообразования, определяющий склонность поверхности формы к отслоению и учитывающий изменение температурных напряжений, прочностных свойств смеси, температуры корки, коэффициента линейного расширения, прочности зоны конденсации и т. д., равен единице, а затем начинает превышать ее. Поскольку с этого момента возникает опасность образования на отливках ужимин, длительность их заливки не должна быть больше критической. Изменяя свойства формовочных смесей, например, увеличивая прочность зоны конденсации влаги и уменьшая температурные напряжения, критическое время можно увеличить. Диаграмма, разделена на семь полей, отличающихся временем появления ужимин при испытании различных формовочных смесей, отличающихся качеством и количеством бентонита, влажностью, формой и величиной зерна, наличием добавок и степенью уплотнения. При постоянной влажности смеси с увеличением содержания бентонита напряжения сначала повышаются, а затем, проходя через максимум, уменьшаются. При постоянном соотношении в смеси глины и воды с увеличением содержания глины температурные напряжения непрерывно повышаются. Глины и бентониты различных месторождений при одинаковом их содержании в смеси обусловливают различные температурные напряжения и прочности зоны конденсации влаги. Прочность зоны конденсации влаги формовочных смесей, содержащих глину, меньше, чем смесей, содержащих бентонит. В связи с этим смеси с бентонитом, особенно натриевым и активированным кальциевым, обладают повышенной стойкостью к образованию ужимин. Повышение содержания в формовочной смеси глинистых материалов, особенно бентонита, повышает прочность зоны конденсации влаги и способствует предотвращению ужимин на отливках.
|