При заливке металлом литейная форма испытывает тепловое и силовое воздействие жидкого металла. Одним из видов этого воздействия является размывающее действие струи жидкого металла, под влиянием которого иногда разрушаются поверхностные слои формы и образуются дефекты, называемые размывом. Размыв — это неравномерное утолщение отливки, часто с включениями формовочного материала. Утолщение расположено в направлении потока жидкого металла.
Размыв наблюдается в местах, где скорость движения струи металла наибольшая, например в зоне пережима струи металла. На отливке образуются металлические приливы, почти всегда загрязненные песком, а на некотором удалении от прилива обнаруживаются песчаные включения. При нагреве поверхности формы струей жидкого металла изменяются свойства смеси, в частности ухудшается связь между зернами песка и происходит их расширение. Размывы образуются в том случае, когда связь между зернами песка недостаточна для того, чтобы поверхность формы могла выдержать значительное давление и размывающее действие струи жидкого металла.
Смытые с поверхности форм и стержней зерна песка распределяются по всему объему отливки, причем в верхней ее части концентрация зерен песка больше. Усилие, необходимое для отрыва череп песка от поверхности формы возрастает с повышением общей прочности и степени уплотнения формовочной смеси. При плохом перемешивании формовочной смеси размывающее действие расплава резко увеличивается. При слабом уплотнении смеси с кальциевым бентонитом размываются меньше, чем смеси с натриевым бентонитом.
Природные глинистые пески, а также смеси, состоящие из смеси природных глинистых и кварцевых песков и бентонита, размываются значительно больше, чем обычные синтетические смеси. При достаточном содержании в смеси глины или бентонита молотый каменный уголь на разрушение формы расплавом практически не влияет. Злаковая мука уменьшает сопротивление размыву, а льняное масло и фенольные смолы увеличивают. Изменение величины зерна смеси в пределах 0,075—0,4 мм не оказывает заметного влияния па размыв при повышенных уплотнениях. При слабом уплотнении отмечается увеличение размыва при использовании более крупных песков и уменьшение размывов при применении мелкозернистых песков. Несмотря на низкий коэффициент линейного расширения шамота, и оливина при их применении не обнаруживается существенного увеличения стойкости формы к размыванию.
Поскольку образование размывов происходит из-за слабой связи между зернами формовочной смеси и, следовательно, недостаточной прочности нагретой поверхности формы, рекомендуется проверять прочность на сжатие и деформацию формовочных смесей в горячем состоянии, как критерий оценки склонности к размыванию.
На образование размывов влияет также конструкция литниковой системы. В частности, увеличение числа питателей в литниковой системе способствует уменьшению размывов; резкое уменьшение сечения питателей способствует увеличению размывов; расположение стояка непосредственно над питателем значительно увеличивает размываемость формы; быстрое заполнение формы при малой линейной скорости движения металла в питателях уменьшает количество размывов. При повышении температуры заливки вероятность возникновения размывов увеличивается. Увеличение высоты стояка способствует образованию размывов. При дождевой литниковой системе возможность разрушения формы больше, чем при сифонной.
Способы предотвращения размывов. Для предотвращения размывов необходимо уменьшать тепловую и механическую нагрузку на поверхностные слои формы и повышать прочность и пластичность формовочных смесей в горячем состоянии. Однако применение очень пластичных смесей может привести к возникновению распора. Повышение прочности формовочной смеси может быть достигнуто за счет увеличения количества активной глины или бентонита при надлежащей влажности, увеличения степени уплотнения, применения более мелкозернистых песков. Количество размывов в отливках значительно уменьшается при тщательном окрашивании рабочей поверхности формы, например, цирконовой краской, а также при прошпиливании формы.
Во всех случаях для уменьшения размывов необходимо при конструировании литниковой системы стремиться повысить скорость заполнения формы при малой линейной скорости движения металла в питателях, обеспечить касательный подвод питателей к полости формы, не допускающий ударов металла о ее стенки, использовать сифонный подвод металла снизу.
Для уменьшения скорости движения металла на выходе из питателей и для улавливания неметаллических включений в литниковых системах используют различные фильтрующие и тормозящие элементы (дроссели). Опасность размывания и разрушения высокой формы значительно уменьшается при использовании многоярусных литниковых систем и заполнении формы последовательно снизу.
