ТЕХНОЛОГИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИДОВ ЛИТЬЯ
130
прониканию его в межкристаллитные пространства, что улучшает питание за-
твердевающей отливки, повышает ее плотность. Свободная поверхность рас-
плава затвердевает в последнюю очередь и при горизонтальной оси его враще-
ния форма свободной поверхности остается геометрически правильной —
цилиндрической.
Из уравнения (6.4) следует, что инородные частицы (газы, шлак и т.д.),
имеющие плотность меньшую, чем расплав, под действием центробежной
силы, обусловленной разностью плотностей, интенсивно всплывают на свобод-
ную поверхность расплава. Это приводит к необходимости назначать большие
припуски на обработку свободных поверхностей отливок, что является
недостатком метода.
Таким образом, при направленном затвердевании можно получить
отливки с плотным строением тела, без усадочных дефектов и инородных
включений. Однако центробежные силы способствуют направленному затвер-
деванию только в тех случаях, если выделяющиеся на свободной поверхности
кристаллы твердой фазы имеют плотность большую, чем плотность остального
расплава. Для большинства литейных сплавов это условие соблюдается.
Исключение составляют два случая: когда сплав затвердевает с увеличением
объема, например серый чугун, и когда выделяющиеся подвижные кристаллы
обогащены компонентами сплава, имеющими меньшую плотность, чем остаю-
щийся расплав, например при затвердевании заэвтектических силуминов.
В последнем случае содержание кремния в силуминах более 11,7 %, т. е. пер-
вичные кристаллы обогащены кремнием, плотность которого меньше плот-
ности алюминия. Если эти более легкие кристаллы зародились и выросли на
свободной поверхности, то они здесь и останутся, а если они зародились внутри
переохлажденного расплава, то за счет разности плотностей они всплывают.
В результате отливка затвердевает от стенок изложницы и со стороны свобод-
ной поверхности, т. е. к концу затвердевания вследствие недостатка питания
внутри отливки, образуются усадочные поры. В этом случае, чем быстрее вра-
щается форма, тем интенсивнее выносятся кристаллы на свободную поверх-
ность и тем на большую глубину распространяется усадочная пористость.
Усадочная пористость под свободной поверхностью наблюдается также
при изготовлении толстостенных отливок (рис. 6.5,
б).
В тонкостенных отлив-
ках большой протяженности глубина Δ
l
0
расположения зоны усадочной порис-
тости меньше. Это объясняется соотношением скоростей охлаждения со сто-
роны наружной и внутренней (свободной) поверхностей отливки. Чем меньше
скорость охлаждения внутренней поверхности и больше скорость охлаждения
со стороны наружной поверхности отливки, тем меньше глубина Δ
l
0
.
Скоростью охлаждения отливки можно управлять. Так, с наружной
стороны это достигается путем изменения толщины или теплофизических
свойств огнеупорного покрытия, изменением скорости охлаждения формы.
Со стороны внутренней поверхности с этой целью можно использовать сыпу-
чие огнеупорные материалы или экзотермические смеси (для отливок из стали
такая смесь может иметь состав: 50% железной руды зернистостью 0,63; 26%
алюминиевого порошка; 24% кварцевого песка 1К
3
О
2
016).
