Титов (550695), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Особенно значительный пригар образуется на стальных отливках. Это объясняется тем, что сталь заливается в форму при высокой температуре, поэтому физико-химические процессы между отливкой и формой развиваются наиболее интенсивно. Различают два вида пригара — х и м и ч е с к и й и м е х а н и ч е с к и й. Такое условное деление пригара необходимо для наглядного представления и выяснения причин его возникновения и для предупреждения его при изготовлении отливок. В действительности, ,пригар — явление комплексное.
Хилшческш( пригар обра- )а '. зуется на отливках в период охлаждения и усадки, т. е, в период соприкосновения формы с полузатвердевшим или затвердевшим металлом, ': ',; лиль. ° еще имеющим высокую температуру. Химический пригар появляется в основном на отливках из стали и чугуна, при температуре заливки которых могут образоваться жидкие силикаты. Химический пригар появляется так- рис. )ьв.
Слой пригара зл отливке же, если компоненты стали или чугуна и поверхностного слоя формы имеют химическое сродство и высокая температура на поверхности соприкосновения сплава с формой поддерживается в течение определенного времени. При образовании химического пригара на стальных отливках происходят следующие реакции: Ре+- — О, = РеО; (яа стала) (ЯЯ ссР Фссмм) 2РеО+ 25) Оа = 2РеО. ЯЮа. (сталь) (пасся) (файяллт) Из этих реакций видно, что в результате окисления поверхности стальной отливки образующиеся окислы железа соединяются с кремнеземом формы ЯЮ„образуя файялит, который имеет температуру плавления ниже температуры кремнезема 5)От и стали. Файялит — жидкоподвижное соедйнение, проникающее в толщу формы.
В результате на поверхности отливки образуется химический пригар — слой, состоящий из файялита, обволакивающего зерна песка. Доказано, что спекшийся слой пристает к отливке только при определенных условиях, а .также вполне возможно получение на отливках легкоотделимого слоя пригара. Легкоотделимый слой пригара содержит много окислов металла до 15 — 20% стекловидного вещества и имеет аморфное строение а трудноотделимый слой пригара — кристаллическое строение.
На появление химического пригара очень влияет присутстви в формовочной смеси окислов щелочных и шелочнп-земельных ме. таллов, образующих с закисью железа силикаты сложного состава с низкой температурой плавления. Эти силикаты могут проникать между песчинками, образуя пригарную корку. Поэтому для уменьшения химического пригара необходимо применять формовочные пески с минимальным содержаияем вредных примесей — окислов щелочных и щелочно земельных металлов, Интенсивность образования пригара зависит также от состава, газовой среды вокруг отливки.
Поэтому создание определенной га- зовой среды вокруг отливки является одним из средств борьбы с пригаром. Например, прн литье чугуна, медных сплавов создание вос- ' становительной атмосферы способствует устранению пригара. Для этого при литье чугуна в формовочную смесь вводят углеродистые добавки, например мазут„молотый уголь, при разложеяяя которых под действием теплоты металла в форме образуется восстановительная газовая среда, При литье стали в форме создают окислительную среду, для чего в формовочную смесь добавляют марганцевую руду, пятиокись ванадия т',О, и др.
Чтобы облегчить отделение пригара от отливки, поверхности формы я стержней покрывают противопригарными красками. Например, при изготовлении форм крупных стальных отливок применяют краски на основе хромистого железняка, который должен содержать не менее 36% окиси хрома, а также быль размолотым в порошок и просеянным через сито с ячейками 1 х 1 мм. Состав краски в % по объему: 88 хромистого железняка, 10 — 12 патоки, 2 декстрина; воды до необходимой вязкости. Поверхность формы покрывают краской слоем от 1,6 до 4 мм. Формы сушат при 360— 380' С. Для предупреждения химического пригара на отливках из чугуна и медных сплавов формы и стержни покрывают графитовой ~, или коксографитовой краской.
Добавка в краску графита или кокса ' предотвращает образование окислов на поверхности отливки. С этой же целью поверхность сырых песчаных форм для чугунных отливок опрыскивают мазутом. л4аханический прцгар образуется вследствие механического проникновения жидкого металла между песчинками на поверхности формы н стержней под действием напора жидкого металла в период его заливки и затвердевания, т. е.
связкой пригоревгцей смеси к от. ливке служит сам металл. Механический пригар трудно удалить с поверхности отливки из-за образования прочной корки, состоящей из формовочной смеси, пропитанной металлом (металлизация формы илн стержня). Эти отливки очень трудно обрабатывать, так как часто ломаезся режущий инструмент и обычными резцами пригар не может быть удален. Образование механического пригара зависит от ряда факторов: свойств металла, его перегрева и плотности, свойств формы и конструкции отливки.
Чем меньше вязкость металла и выше удельная теплоеыкость, теплота кристаллизации и температура заливки металла в формы, тем больше опасность образования механического пригара. Для проникновения жидкого металла в поры формы требуется определенный критический напор металла (высота столба). Металл в поры формы может проникнуть только, когда гидростатнческий напор превзойдет капиллярное давление металла в порах формы, зависящее от поверхностного натяжения его, угла смачивания металлом песчинок, размера пор.
Также важным фактором является вязкость металла, зависящая от температуры металла. Чем ниже температура, тем выше вязкость. При заливке в форму поверхностные слои металла охлаждаются, резко увеличивается вязкость, затрудняется проникновение металла в толщу формы. В период заливки или непосредственно после заливки проникновение металла в толщу формы невелико. Механический пригар на отливках образуется обычно через некоторое время после заливки, когда форма и стержень подвергаются тепловому и механическому воздействию жидкого металла.
В результате усадкн затвердевающего металла, химического воздействия окислов металла и участков формы, соприкасающихся с отливкой, создаются новые поры, несплошности и рыхлоты. В эти поры и проникает жидкий металл из пентральных зон отливки через полуза. твердевшие поверхностные зоны. Если корка затвердевшего металла в форме образуется в первый период после заливки, то благодаря замедленной теплоотдаче она расплавится частично или полностью, и механический пригар на отливке увеличится. Поэтому механическим пригаром поражаются участки формы с затрудненной теплоотдачей, прогревающиеся довольно быстро до высоких температур.
Механический пригар может образоваться вследствие недостаточной плотности форм и больших размеров пор между зернами песка. Че х слабее уплотнена форма, тем глубже проникает металл в поры формы и тем больше механический пригар. Чем крупнее песок, тем больше в нем пор, а следовательно, легче образуется механический пригар. Механический пригар часто появляется на высоких отливках с большой относительной толщиной стенок. Внутренние углы и карманы высоких отливок, особенно в частях, расположенных внизу формы, очень подвержены механическому пригару.
Механический пригар иногда сопровождается более слабым или более сильным химическим пригаром в зависимости от условий. Таким образом, чисто механический пригар маловероятен. Возникающий на отливках пригар можно назвать физико-химическим, так как на поверхности формы и стержня происходят химические реакции, способствующие пригару. Пригар на отливках можно устранить: 1) снижением температуры заливки металла; 2) выбором формовочной смеси надлежащей зернистости и уплотнением рабочей поверхности формы; 3) припыливанием (при литье чугуна) поверхности сырой формы каменноугольной пылью, выделяющей при заливке чугуна в форму газы, давление которых препятствует проникновению в форму; 4) покрытием сухих форм защитными красками илн краскамп, уменьшающими поверхностную пористость; наиболее распространенной краской для форм стальных отливок является маршалитовая, содержащая не менее 98% маршалита (пылевидного кварца) с добавкой какого-либо связующего и воды (плотность краски по ареометру 1,15 — 1,25); 5) уменьшением пор в формовочной и стержневой смеси введеч нием маршалита (30 — 40%), мелкозернистого кварцевого песка, молотого кварца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
