На поверхности чугунных отливок часто наблюдается дефект, представляющий собой беспорядочно расположенные «сморщенные» участки и углубления с бесформенными краями. Складки и углубления до их окончательной очистки заполнены материалом черного цвета, по внешнему виду напоминающим графит. Наиболее часто подобные дефекты образуются около питателей отливок типа гильз цилиндров, дисков сцепления, тормозных барабанов, корпусов масляного фильтра, коллекторов и т. д. Помимо ухудшения качества поверхности складчатость резко снижает гидравлическую плотность отливок. Возникновению рассматриваемого дефекта способствует молотый уголь, добавляемый в формовочную смесь для улучшении чистоты поверхности отливок.
Газовая атмосфера в порах формы и на границе раздела металл— форма может содержать значительное количество углеводородов. Например, состав газовой атмосферы на границе металл—форма при заливке чугуна с температурой 1350° С в форму, содержащую 7% угля с 20% летучих, следующий: 58,9% Н2; 2,2%N2; 1,9% О2; 12,4% СО; 15,3% СН4; 0,4% С2Н6; 0,2% С3Н8; 5,6% СО2.
При высоких температурах в форме в процессе заливки возможен процесс разложения (пиролиз) углеводородов. Так, в результате разложения метана (СН4) при температурах выше 700— 800° С образуется углерод и водород.
Аналогично разлагаются и другие углеводороды.
Углерод, образующийся в процессе высокотемпературного разложения летучих продуктов коксования, называют вторичным или блестящим. Блестящий углерод по сравнению с сажей имеет низкую горючую способность на воздухе и высокую точку воспламенения. Он прочно сцепляется с другими инертными веществами.
Блестящий углерод покрывает тонким слоем кварцевые зерна вблизи границы раздела и может оседать на поверхности заполняющего форму расплава.
Увеличение глины в формовочных смесях, а также повышение плотности набивки форм ведут к снижению газопроницаемости смеси, что препятствует отводу продуктов разложения органических веществ из формы. В результате количество блестящего углерода на поверхности металла увеличивается.
Блестящий углерод благодаря плохой смачиваемости препятствует проникновению металла и образованию пригара. Однако при избытке угля или других углеродистых добавок в смеси количество продуктов коксования увеличивается и блестящий углерод выделяется в больших количествах на поверхности заполняющего форму расплава, скапливается у шероховатостей формы, где его пленки сминаются потоком металла и деформируются. При быстром заполнении формы металлом образовавшиеся скопления углерода не успевают рассредоточиться и на поверхности отливки возникает складчатость. Сильные потоки жидкого металла могут привести к механическому разрушению пленок блестящего углерода и вовлечению их внутрь. При достаточно быстром охлаждении расплава в форме пленки углерода не успевают всплыть и нарушают герметичность отливки.
Способы предотвращения складчатости. Предотвращение складчатости связано с предупреждением образования блестящего углерода и его контакта с расплавом.
Для предотвращения складчатости необходимо интенсифицировать отвод газообразных продуктов из полости формы, для чего следует повышать газопроницаемость формовочной смеси и улучшать вентиляцию форм. Повышение температуры заливаемого металла и уменьшение длительности заливки снижает вероятность образования блестящего углерода. Однако это не всегда возможно. Повышение температуры металла способствует не только более интенсивному образованию блестящего углерода, но и его окислению. При температурах 1500—1550°С образующийся углерод моментально окисляется, не образуя пленки па поверхности металла. Таким образом, значительное повышение температуры заливаемого металла уменьшает вероятность складчатости на поверхности отливки. Например, при заливке стали подобные дефекты не образуются.