§ 88.

Растрескивание оболочковых форм в литейном производстве

Одним из распространенных видов брака оболочковых форм и стержней является растрескивание их после заливки металлом. Трещины, образующиеся в оболочковой форме или стержне до затвердевания металла, приводят к уходу металла из формы или в стержень. Трещины, образующиеся в форме или стержне в более поздний период, вызывают деформацию отливки или появление на ее поверхности зигзагообразных приливов.

Любые мельчайшие трещины, образующиеся в оболочке или стержне в процессе их изготовления, могут привести к растрескиванию стержня или формы в процессе заливки их металлом. Основными причинами образования трещин во время изготовления оболочек являются:

неправильно отрегулированная или неправильно изготовленная толкательная система, не обеспечивающая равномерного снятия отвержденной оболочки или стержня с модельной оснастки;

неправильно расставленные толкатели или недостаточное количество их в модельной оснастке;

недостаточные литейные уклоны на моделях или стенках стержневого ящика или полное отсутствие их;

сложный профиль оснастки, который может образовать высокие арочные или ребристые участки в оболочке, затрудняющие равномерный съем готовой оболочки или стержня с оснастки.

Трещины в оболочковых формах могут появляться также в результате неправильной сборки оболочковых полуформ. Выступы на лицевой поверхности оболочки, образующиеся от неправильно настроенной толкательной системы (западание толкателей), или наличие на модельной плите забоин и раковин, несоответствие размеров знаков стержней знакам в оболочковой форме, неправильное расположение или несоответствие размеров клеевых платиков и фиксирующих знаков, значительное коробление оболочковых полуформ — все это будет мешать равномерному соединению двух поверхностей полуформы, а при сжатии такой формы на прессе эти дефекты приведут к образованию волосяных трещин в форме. Неправильная расстановка пружинных штифтов на прессе или несоосное давление их на оболочку при высоком удельном давлении также может явиться одной из причин образования трещин в оболочковой форме.

При склеивании оболочковых полуформ с использованием остаточного тепла одной из полуформ наблюдается на практике разность температур между полуформами в пределах 100<!. При этой разности температур оболочковая полуформа длиной в 400 мм увеличивается в размере на 0,5 мм, а оболочка длиной № 600 мм — на 0,75 мм. На практике результирующее удлинение получается меньше, так как холодная оболочка нагревается от горячей в процессе всего времени отверждения клея. Поэтому удлинением небольших по размеру оболочек можно пренебрегать. Что касается больших по размеру оболочек, то результирующее удлинение их достигает значительных величин, а это* приводит к возникновению больших напряжений в оболочковой форме, которые в процессе охлаждения формы вызывают коробление или образование трещин в ней. Способ склеивания оболочковых форм с использованием остаточного тепла двух полуформ и порошкообразного клея лишен перечисленных недостатков.

При заливке оболочковых форм под воздействием высокой температуры металла лицевая сторона оболочковой формы и стержня быстро нагревается, что способствует бурному горению» смолы. Под воздействием высокой температуры металла, а также’ температуры сгораемой смолы песок на лицевой поверхности формы расширяется, вызывая напряжение в форме и стержне. Значительное расширение песка наблюдается в интервале температур 500—600° С, напряжение в форме при этом достигает максимума. Более удаленные слои формы или стержня нагреваются не так быстро и до менее высокой температуры, а поэтому как бы способствуют сохранению формы в процессе затвердевания отливки. Вследствие этого обратная сторона стержня и оболочковой формы должна быть достаточно прочной и не иметь никаких изъянов, чтобы противостоять вышеуказанному напряжению, а также давлению металла, залитого в форму. Недостаточная толщина и прочность стержня и оболочки, а также наличие в них изъянов (волосяных трещин) делают их неспособными противостоять напряжениям, возникающим при заливке формы.

Степень отверждения смолы в процессе изготовления оболочковой формы или стержня также играет большую роль в отношении их растрескивания. Переотверждение оболочковых форм и стержней является одной из основных причин, вызывающих растрескивание их при заливке металлом.

Теплостойкость оболочковых форм и стержней, отвержденных при высоких температурах, резко падает. У таких форм и стержней отсутствует пластичность, вследствие чего они не могут противостоять возникающим в момент заливки термическим напряжениям. Поэтому для повышения теплостойкости оболочковых форм и стержней отверждение их следует вести при оптимальной температуре, не доводя процесс полимеризации используемой смолы до конца.

Одним из основных способов предотвращения растрескивания оболочковых форм в процессе заливки является засыпка их дробью или песком. Создавая опорный слой из песка или дроби, можно значительно повысить стойкость их к термическим напряжениям и давлению металла.