Дефекты в отливках и способы их предупреждения

В литейном производстве иногда по тем или иным причинам в отливках появляются дефекты. Зная причины появления дефектов можно заранее принять меры по их предупреждению. Все дефекты отливок можно подразделить на следующие группы:

1) Раковины: усадочные раковины, рыхлоты, пористость, а также газовые, земляные и шлаковые раковины.

Всё это открытые или закрытые полости в отливке. Газовые раковины заполнены газами, а земляные и шлаковые раковины заполнены полностью или частично шлаками или формовочной смесью.

2) Трещины: горячие и холодные трещины, т. е. сквозные или несквозные разрывы отливки. Горячие трещины формируются в процессе кристаллизации расплава, а холодные в процессе охлаждения затвердевшего сплава.

3) Дефекты поверхности: механические повреждения поверхности, пригар, спай, ужимы и плены.

4) Несоответствие размеров отливки и её конфигурации чертежу: недолив, перекос, залив, наросты, коробление и другие:

Рассмотрим подробно причины формирования некоторых из дефектов отливок и соответственно способы их предупреждения.

Усадочная раковина и пористость возникают потому, что любой сплав при затвердевании даёт усадку, т.е. уменьшается в объёме. Сплав, залитый в открытую форму, начинает затвердевать со стенок формы, т. е. сначала образуется корочка, и уровень жидкого расплава несколько понижается. В следующий момент времени затвердевает очередной слой и уровень расплава еще больше понижается. Так формируется сосредоточенная усадочная раковина. Она наблюдается в верхней утолщённой части отливки, где сплав дольше остается жидким. Таким образом, сосредоточенная усадочная раковина наблюдается в том случае, если отливка имеет конусность и расширяется в верхней части. Если слиток напротив сужается в верхней части, то возможно формирование усадочной пористости.

Усадочная пористость – это скопление усадочных пустот в довольно обширной зоне отливки. Усадочная пористость возникает в тех местах отливки, которые затвердевают в последнюю очередь без доступа к ним жидкого металла. С целью предупреждения усадочных раковин и пористости в отливках предусматривают так называемые прибыли. Прибыль – это резервуар с расплавленным металлом, который питает затвердевающую в последнюю очередь часть отливки. Обычно в последнюю очередь затвердевает наиболее утолщенная часть отливки.

В данном случае усадочная раковина оказывается полностью расположенной в прибыли. Эту прибыль затем обрубают.

С целью предупреждения усадочных раковин и пористости применяют также внутренние и внешние холодильники.

Внешний холодильник изготавливают из материалов с высокой теплопроводностью и устанавливают с внешней стороны наиболее массивной части отливки. Внутренний холодильник изготавливают из того же материала что и литейный сплав и устанавливают во внутренней полости формы, там, где отливка наиболее массивна. Холодильники способствуют быстрому отводу тепла и тем самым выравнивают скорости затвердевания тонких и массивных частей отливки, что способствует предупреждению возникновения раковин и пористости.

Причиной появления газовых раковин является большое содержание газа в расплаве, недостаточная газопроницаемость формы, а также неправильное устройство литниковой системы, не позволяющее выводить газы из полости формы при её заполнении жидким расплавом.

Причиной появления земляных раковин является слабая набивка песчано-глинистых форм и стержней, а также неправильное устройство литниковой системы, приводящее к размыву формы струёй жидкого расплава.

Причиной шлаковых раковин является недостаточная очистка расплава от шлака, а также неправильное устройство литниковой системы, не предусматривающей задержание шлака.

Трещины появляются в результате того, что отливка уменьшается в размерах при затвердевании и охлаждении. При неравномерном затвердевании отливки её усадка тормозится формой. Если форма достаточно прочная, то это торможение приводит к возникновению внутренних напряжений в отливке. Если форма недостаточно податлива, то величина этих внутренних напряжений может превысить предел прочности сплава и это приведёт к появлению трещин в отливке. Если прочность сплава достаточно высока, так что внутренние напряжения не превышают предел прочности, то это может привести к короблению отливки. Для предупреждения коробления и трещин нужно увеличивать податливость форм, а также создавать более технологичные конфигурации отливки.

Дата добавления: 2014-01-20