Механический пригар развивается главным образом на поверхности крупных отливок, которые обладают достаточным запасом теплоты для сильного прогрева формы, поэтому в течение длительного времени не образуется корка твердого металла. Механический пригар в чистом виде встречается редко.
Химический пригар встречается чаще и, как правило, имеет большую толщину. Металлы и сплавы в большинстве случаев не вступают во взаимодействие с используемыми формовочными материалами, однако избежать взаимодействия оксидов этих металлов с компонентами смеси иногда не удается. Например, при использовании чугуна или стали железо не реагирует с обычно применяемым кварцевым песком, в то время как оксиды железа могут образовывать с ними различные силикаты. В случае присутствия в песке флюсующих минералов (слюды, полевого шпата и др.), содержащих оксиды щелочных или щелочно-земельных металлов, образуются силикаты сложного состава, имеющие сравнительно низкую (иногда ниже 1000 °С) температуру плавления и поэтому способные проникать в форму на большую глубину. Процесс проникания заканчивается там, где движущаяся жидкость встречает слой формы, ненагретый до температуры плавления этой жидкости.
Важно отметить, что движение жидкости и ее взаимодействие с формой могут продолжаться и после образования на отливке затвердевшей корки.
На образование пригара влияет состав газов, сосредоточивающихся у поверхности раздела металл—форма. Исследования показали, что в начале процесса газы создают окислительную среду. Затем, по мере вытеснения воздуха, выделения и разложения водяных паров, сгорания, возгонки и диссоциации органических веществ, газовая среда приобретает восстановительный характер.
Один из основных методов борьбы с пригаром — воздействие на газовую среду формы. При литье чугуна, бронз, латуней и некоторых других сплавов в состав формовочных смесей вводят углеродистые добавки (молотый уголь, графит), препятствующие окислению металла. При изготовлении стальных отливок вводить углеродистые добавки не рекомендуется, так как растворение углерода в поверхностном слое стали понижает температуру ее плавления и облегчает пропитку формы. В этом случае на поверхность формы целесообразно наносить слой инертных и малопористых покрытий.
На практике в отдельных случаях разрабатывают меры, направленные не на затруднение образования пригара, а на ослабление его связи с отливкой, т. е. на получение легкоотделимого пригара. Например, при литье стали иногда искусственно увеличивают продолжительность существования в форме окислительной атмосферы. Для этого в форму добавляют сильные окислители, например, марганцевую руду, легко разлагающуюся и окисляющую поверхность отливки. В результате на границе отливка — форма сохраняется слой высших оксидов железа, который обеспечивает легкое удаление пригара. Аналогичные результаты получают при введении в смесь добавок, способствующих затвердеванию жидких силикатов в аморфном виде. Получающееся при этом силикатное стекло отличается хрупкостью, что облегчает его удаление с поверхности отливок.
Взаимодействие металла с формой на различных стадиях формирования отливки оказывает непосредственное влияние на шероховатость ее поверхности, образование зоны с пониженной или, наоборот, повышенной концентрацией углерода по сравнению с внутренними слоями. Особое место занимает поверхностное легирование, обеспечивающее дифференцированные свойства металла по сечению отливки. Формирование легированного слоя происходит в результате взаимодействия сплавов с порошкообразными материалами (чаще всего ферросплавами), нанесенными в виде специальной смеси на поверхность формы или стержня. Поверхностное легирование целесообразно для деталей, срок службы которых определяется износом рабочих поверхностей. В последнее время разработаны способы упрочнения отливок с помощью тугоплавких твердых частиц (оксидов, карбидов, нитридов), когда на поверхности образуется металлокерамический слой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.