Что называют пригаром
Пригар проявляется как трудно удаляемый слой формовочного материала, связанный с поверхностью отливки. Под одним внешним признаком могут скрываться проникновение металла между зёрнами, образование продуктов реакции и их сочетание. Механизм нельзя установить только по трудности очистки. Нужно различать металл, охвативший песчинки, спёкшийся материал формы и химически изменённую межфазную прослойку.
Локализация важна: дефект у массивного узла, в глубокой полости или на нижней поверхности даёт разные исходные гипотезы. В массивном узле продолжительнее тепловой контакт, на нижних участках выше гидростатическая составляющая давления, а в полости отличаются состояние покрытия и условия удаления газов. Эти признаки помогают спланировать исследование, но не являются самостоятельным доказательством причины.
Давление как один из факторов
Для покоящегося столба жидкости избыточное давление на глубине h оценивают по p = ρgh. При условных ρ = 7000 кг/м³, h = 0,5 м и g = 9,81 м/с² получается 34 335 Па, или 34,335 кПа. При удвоении h этот вклад удваивается. Здесь плотность принята постоянной; поток, ударное воздействие и давление газов не учитываются.
Результат не определяет, проникнет ли металл в форму. Для этого существенны размер и связность пор, смачивание, межфазное натяжение, состояние покрытия и время контакта. Химическое взаимодействие зависит от пары «сплав — огнеупорный материал». Поэтому предел допустимого напора нельзя вывести из 34,335 кПа без модели межфазного взаимодействия и опытных данных.
Исследование поверхности
| Признак | Что проверить | Практический смысл |
|---|---|---|
| Песок, окружённый металлом | Шлиф через границу отливки и формы | Подтверждение проникновения, а не только окрашивания поверхности |
| Стекловидная или реакционная прослойка | Состав и структура слоя | Разделение спекания и химического взаимодействия |
| Дефект в отдельных полостях | Покрытие и состояние стержней именно этих полостей | Поиск локальной причины вместо изменения всей смеси |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Карта дефекта должна показывать площадь поражения и связь с высотой относительно уровня металла. Для труднодоступных поверхностей дополнительно отмечают возможность очистки и запас материала до окончательного контура. Слой, удаляемый на наружной поверхности без потери припуска, может быть недопустимым в узком канале, где остаточный материал нарушает функцию изделия.
Как оценить результат изменения
Проверяют гранулометрический состав и состояние смеси, качество нанесённого покрытия, воспроизводимость его свойств и соответствие материалов выбранному сплаву. Изменение зернового состава одновременно влияет на проницаемость и прочность формы; улучшение одной характеристики нельзя рассматривать отдельно от других. Замена покрытия требует проверки совместимости, а не только сравнения внешнего вида после очистки.
Полезные показатели — трудоёмкость очистки на годную отливку, потеря припуска, доля недоступных загрязнённых полостей и подтверждённая глубина поражения. Снижение количества видимого песка после более интенсивной обработки может скрывать рост эрозии поверхности. Поэтому сравнение проводят до и после очистки, сохраняя одинаковое определение дефекта.
В оригинальном исследовании проникновения металла на вогнутых поверхностях чугунных отливок рассматривается специфический механизм расширения металла. Его нельзя без проверки переносить на сталь или алюминий. Этот пример показывает, почему пригар лучше описывать через механизм и материал, а не через единственный универсальный температурный диапазон.
Первичные источники
- Metal Expansion Penetration on Concave Casting Surfaces — Оригинальный исследовательский отчёт о проникновении металла в чугунном литье; область ограничена исследованным материалом.
- Transvalor: Defects in the Metal Casting Process — Материал разработчика литейного моделирования о механизмах несовершенств; не таблица допускаемых дефектов.