Обвал

Обвалом называют прилив на отливке, имеющий конфигурацию разрушившейся части формы пли стержня. В верхней части отливки при этом обнаруживают включения песка. При обвале крупных участков форм и стержней значительно искажаются размеры и конфигурация всей отливки. Подобное разрушение является причиной вторичного дефекта — песчаного включения. Металл заполняет разрушенные, отвалившиеся участки формы, а на отливке образуются характерные приливы, по внешнему виду соответствующие отвалившимся участкам формы .

Причиной разрушения отдельных участков формы и образования обвалов часто является недостаточная прочность формовочной смеси на разрыв. Под действием собственного веса уплотненной смеси в верхнем болване возникают растягивающие напряжения, достигающие максимального значения у основания болвана. При недостаточной прочности формовочной смеси на разрыв такой болван может оторваться при транспортировке форм под заливку, различных толчках и других внешних воздействиях на собранную форму. В результате в отливке образуется обвал.

Аналогичное разрушение выступающих частей может произойти в нижней полуформе при заливке металла. Если длительность заливки формы достаточно велика, разрушение отдельных участков формы может произойти по зоне конденсации влаги. Заполпяющий форму сплав выносит оторвавшиеся кусочки формовочной смеси в различные участки формы, при этом в отливке образуются непредусмотренные чертежом приливы и полости, заполненные формовочной или стержневой смесью.

Прочность формовочной смеси при растяжении определяется прочностью связи между отдельными ее зернами, зависящей от количества и качества связующего, главным образом глинистого. Поэтому прочность при растяжении повышается при улучшении качества глины. С увеличением содержания глины в формовочной смеси постоянной влажности прочность на растяжение сначала повышается, достигает максимума при оптимальной влажности, а затем снижается. Увеличение зерен песка также приводит к повышению прочности формовочной смеси на разрыв.

В процессе многократных заливок даже при введении оптимального количества освежающих добавок и при постоянной прочности на сжатие, прочность на разрыв находящихся в обороте формовочных смесей резко падает. Это создает условия для местных разрушений формы и образования дефектов отливок—обвалов. Следовательно проверка прочности на разрыв формовочных смесей дает наиболее достоверные сведения о возможности возникновения обвалов.

Образование обвалов существенно зависит от конструкции и состояния модельно-опочной оснастки. При слишком большом расстоянии между крестовинами опоки смесь из нее может выливаться. При малых расстояниях между крестовинами силы трения формовочной смеси о поверхность крестовин могут настолько возрасти, что станет невозможным перемещение смеси в процессе уплотнения. В результате при встряхивании смесь будет уплотняться только в зоне, примыкающей к модельной плите, и в зоне между крестовинами. В промежуточной области, разделяющей эти две зоны, возможно образование слабоуплотненных участков и даже разрывов сплошности. В результате в верхней полуформе даже при незначительных толчках при транспортировке, заливке и т. д. возникает обвал. Если же опока с малыми расстояниями между крестовинами использована для изготовления нижней полуформы, то в процессе кантования, сборки и транспортировки более уплотненная зона проседает за счет уплотнения промежуточной слабоуплотненной зоны формы и опускается ниже лада опоки. После спаривания полуформ по плоскости разъема образуется зазор, а на отливке — залив. При применении пустотелых стержней металл может заполнять их внутреннюю полость и отливка получится неполной, т. е. возникнет новый дефект — недолив.

Наиболее часто причиной обвалов являются различные нарушения технологического процесса формовки и сборки форм: неправильная установка груза на собранную форму; недостаточное количество крючков, солдатиков и шпилек при мелкосерийном производстве отливок; использование покоробленных опок, опок с дефектами рабочей поверхности и крестовин; неисправная работа подъемных и вытяжных механизмов формовочных машин, приводящая к образованию в форме разрывов и трещин; неисправности подъемно-транспортных механизмов; применение неисправных крепежных приспособлений и т. д.

Способы предотвращения обвалов. Для предупреждения образования обвалов необходимо тщательно соблюдать технологию на всех операциях формовки, сборки, транспортировки и заливки форм, проверять состояние оборудования и модельно-опочной оснастки. Неисправности в работе формовочно-заливочного оборудования следует своевременно устранять, а поврежденные опоки заменять новыми. Необходимо предотвращать резкие толчки, встряхивания при кантовании и установке форм на заливочный плац, конвейер, рольганг. Обеспечивать плавное передвижение собранных форм на всех транспортных устройствах, правильную и равномерную установку грузов и т. д.

Формы следует равномерно уплотнять. Крючки, солдатики и шпильки нужно устанавливать в требуемых по технологии количествах. Состав, способ приготовления и физико-механические свойства формовочных и стержневых смесей должны соответствовать техническим условиям. При уменьшении прочности формовочной смеси на разрыв, следует увеличивать в составе смеси количество активной глины или бентонита.

Сушка или твердение форм и стержней должны соответствовать требованиям технических условий. Готовые формы и стержни необходимо тщательно контролировать. Ремонт и заделку поврежденных участков следует выполнять с особой тщательностью и соблюдением максимальной осторожности. При скреплении или нагружении полуформ следует избегать ударов и толчков. Расположение готовых форм должно обеспечить возможность свободного доступа к ним с ковшом металла и выполнения всех приемов заливки.