Тема: дефекты в отливках. Ч. 1. Несоответствие по геометрии

ЛЕКЦИЯ 15.

План лекции

1. Классификация дефектов.

2. Несоответствие по геометрии.

3. Дефекты поверхности.

Сложность технологического процесса производства литья, состоящего из многих, практически самостоятельных и не зависящих одна от другой опе- раций – переделов (подготовка шихты и выплавка жидкого металла, смесе- приготовление, изготовление форм и стержней, заливка, обрубка, очистка, термическая обработка, грунтовка и окраска), на каждой из которых возмож- ны нарушения технологии и работают люди различной квалификации, не дает гарантии получения 100 % годности отливок. Брак отливок неизбежен. Он имеет место и при освоении нового технологического процесса, оборудова- ния, новой марки сплава, а также в условиях установившегося технологиче- ского процесса при изменении качества исходных шихтовых и формовочных материалов, небрежности в работе. Почти 90 % потерь от брака в машино- строении приходится на долю литейного производства, поэтому классифика- ция дефектов отливок, изучение причин их образования, разработка методов быстрого и качественного их исправления имеет большое значение.

Хорошее знание дефектов отливок, их внешних признаков, позволяет точно установить причины образования и принять меры по исправлению бра- ка.

Ниже приводится классификация дефектов. В группу «несоответствие по геометрии» входят: недолив; неслитина; перекос; подутость; разностен- ность; перекос; коробление; вылом.

Дефекты, связанные с несоответствием формы, размера и массы от-

ливок величинам, указанным на чертеже.

Недолив. Недоливом называют дефект отливки, выраженный в отсутст- вии ее части. Недолив может быть двух типов: истинный недолив полости формы металлом (рис. 69) или частичное вытекание металла из формы после ее заполнения. В последнем случае часть формы остается незаполненной. Дефекты первого типа (см. рис. 69) расположены обычно в наиболее удален-

ных от питателя частях отливки и характерны для тонкостенных отливок сложной конфигурации. Они образуются при заливке металла с недостаточ- ной жидкотекучестью.

 

а б

Рис. 69. Недолив в результате недостаточной жидкотекучести (холодный металл)

а – схема; б – дефектная отливка

Для дефектов второго типа характерна незаполненная часть отливки в виде полости, ограниченной тонкими стенками с острыми краями. Полости расположены в массивных частях отливки, затвердевающих в последнюю очередь. Вытекание металла может произойти через некоторое время после заливки формы, особенно если металл был сильно перегрет.

Недолив легко определяется визуально после очистки отливок от фор- мовочной смеси, при этом нетрудно увидеть место вытекания металла. Наи- более частой причиной недолива является низкая жидкотекучесть металла.

Большое значение для получения бездефектных отливок имеет литни- ковая система. Необходимо обеспечить быстрое заполнение формы металлом. Особенно быстро требуется заливать тонкостенные формы.

Недоливы получаются при медленной заливке с прерыванием струи ме-

талла. Низкоквалифицированный заливщик может допустить прерывание струи металла. Струя разбрызгивается также в случае небрежного выполне- ния носика у заливочного ковша. Возможны недоливы и от нетехнологично- сти отливки, особенно в тех случаях, когда в ней имеются тонкие стенки, к которым невозможно подвести металл.

Дефекты, подобные недоливу, получаются при избыточном припыли- вании сырой формы противопригарными материалами, например, графитом. Припыл намывается металлом в определенные места и вызывает подобие не- долива. Причиной недолива может быть недостаточное количество жидкого металла.

Следует отметить, что металл может вытекать из формы во время за- ливки или спустя некоторое время после заливки по следующим причинам: неправильное скрепление опок скобами; использование «деформированных опок» или модельных плит; недостаточная прочность формовочной смеси; недостаточная толщина формовочной смеси между полостью формы и стен-

кой опоки; низкое качество уплотнительной пасты, глиняных шнуров и дру-

гих уплотнителей; большое сечение вентиляционных каналов и др.

Одним из главных условий, устраняющим уход металла из формы, яв-

ляется правильный выбор массы груза, устанавливаемого на форму.

Брак по недоливу зависит от расположения отливок в форме. Между полостью формы и стенкой опоки должен быть определенный слой формо- вочной смеси.

Металл может вытекать через вентиляционные отверстия в форме или стержне. При изготовлении формы следует исключать возможность попада- ния металла в такие отверстия. Для предупреждения ухода металла из форы применяют специальные пасты и пластичные шнуры.

Неслитина – нарушение целостности отливки в виде трещины, но с за- кругленными и окисленными краями (рис. 70). Неслитина образуется из-за не полностью слившихся двух или более потоков металла. Дефекты возникают главным образом на тонких стенках отливки или на удаленных от питателя частях отливки, куда металл поступает окисленным и охлажденным.

 

а б

Рис. 70. Дефект – неслитина:

а – схема; б – дефектная отливка

Дефекты вскрываются визуально после очистки отливки или ее меха-

нической обработки.

Неслитина получается при малой жидкотекучести сплава. Основной путь предупреждения спая – повышение температуры заливаемого металла.

Причиной спая может быть также литниковая система. Ее размеры должны быть таковы, чтобы обеспечить быструю заливку формы. Особенно высокой должна быть скорость заполнения тонких вертикальных стенок от- ливки.

Разделение металла на отдельные потоки (при заливке) может привести к поверхностному окислению, в результате чего эти потоки при встрече не сливаются. Установка в форме достаточного количества выпоров уменьшает давление газов в полости формы и ускоряет скорость заливки.

Если заливку металла вести с прерывистой струёй, то неслитина может образоваться и на толстых стенках отливки. Причинами неслитины может быть наличие металлических холодильников или жеребеек с окисленной по- верхностью. При изготовлении отливок, работающих под давлением, необхо- димо использовать чистые облуженные жеребейки. Ножка жеребейки должна быть рифленой или резьбовой. В этом случае основной металл надежно сва- рится с металлом жеребейки.

Если глубина неслитины меньше припуска на механическую обработку,

то отливка считается годной.

Окисленный металл увеличивает брак по неслитине. Трудно получить металл с неокисленной поверхностью, если в нем содержатся окислы А12О3 и Cr2О3. Такой металл следует заливать с большой скоростью, при которой происходит механическое разрушение пленок окисла.

Дефекты от неслитины увеличиваются при использовании смесей с вы-

сокой теплоаккумулирующей способностью (хромитовые, оливиновые и др.).

Если поверхность формы покрыта толстым слоем противопригарной краски, то в процессе заливки честь слоя может отвалиться и упасть на зерка- ло жидкого металла. При встрече потоков эта часть формы может помешать их слиянию.

Неслитины часто наблюдаются при литье в кокили. При нагреве коки-

лей выше 200 °С дефекты от неслитины уменьшаются.

Перекос – это дефект (рис. 71), вызванный смещением частей отливки относительно друг друга. Перекос может быть на внешней части отливки и во внутренней полости. Отливку бракуют, если перекос больше припуска на ме- ханическую обработку или превышает допустимые отклонения, оговоренные в технической документации.

Дефект виден после очистки отливки, решение о ее пригодности при-

нимают после определения размеров перекоса.

Наиболее частыми причинами перекоса являются неисправность мо- дельной и опочной оснастки, небрежность изготовления и сборки литейной формы. Решающее значение имеет состояние фиксирующих втулок и штырей в опоках. В связи с быстрым изнашиванием необходимо периодически прове- рять размеры втулок и штырей и не допускать их изменения свыше предель- ных отклонений от принятых допусков. Штыри, с помощью которых собира- ют опоки, должны иметь точный диаметр и необходимую длину. Опоки с ко- роткими штырями создают опасность перекоса.

Большой перекос получается в результате неправильного изготовления модельно-стержневой оснастки или допущения ошибок при проектировании оснастки (неодинаковые базы, разные формовочные уклоны, недостаточные фиксаторы на знаках, неточность определения размеров и др.). А также вследствие неправильного хранения оснастки.

Неправильный выбор жеребеек или их неаккуратная установка в форме приводит к перекосу. При большой массе стержня и низкой прочности фор-

мовочной смеси жеребейки может вдавиться в нижнюю поверхность полу- формы. Если стержень не зафиксирован в знаках, то он может всплывать и вдавливать жеребейки в верхнюю поверхность полуформы, особенно при сы- рой формовке. В этих случаях следует применять высокопрочные смеси или использовать жеребейки с большой опорной поверхностью. Если это невоз- можно, то следует группировать небольшие жеребейки или устанавливать их на тонкий облуженный стальной лист.

а б

 

Рис. 71. Дефект – перекос:

а – схема; б – дефектная отливка

Деформация форм и стержней при их изготовлении отражается на пере- косе отливок. Перекос стержня исключается, если он установлен в знаках, препятствующих его перемещению.

Подутость – это местные утолщения в отливке, расположенные пре- имущественно в нижних по положению заливки или слабо уплотненных мес- тах формы (рис. 72).

Попадающий в форму металл оказывает на нее тепловое и силовое воз- действие (металлостатическое давление), в результате чего смесь уплотняет- ся. Кроме того, под действием металлостатического давления поверхностная сухая корочка, образующаяся в сырой форме, деформируется и перемещается в направлении ослабленной зоны конденсации влаги. Такие явления вызыва- ют значительное увеличение полости формы, особенно в нижней ее части, где действует максимальное металлостатическое давление. Дефект не вызывает ухудшения поверхности в месте утолщения, не сопровождается включениями формовочной смеси и изменением структуры сплава. Полость формы увели- чивается при повышении температуры, увеличении содержания графита в чу- гуне, замене в формовочной смеси огнеупорной глины бентонитами. Расши- рение формовочной смеси при нагреве частично уменьшает подутость фор- мы.

В последние годы все более широко применяется уплотнение форм раз- личными методами прессования при повышенных давлениях. Образование в форме ослабленной зоны конденсации приводит к тому, что даже при давле- нии прессования 4 МПа отливки получаются с подутостью. Форму следует уплотнять так, чтобы и после ее разупрочнения в результате образования зо- ны конденсации влаги она противостояла силовому воздействию металла в период заливки и затвердевания расплава без существенной деформации.

 

а б

Рис. 72. Дефект – подутость:

а – схема; б – дефектная отливка

Поскольку чрезмерное уплотнение формы приводит к образованию других дефектов (например, ужимин), следует придерживаться оптимального давления прессования.

Уменьшению брака по подутости способствует повышение степени уп-

лотнения формы, уменьшение относительного количества влаги в формовоч- ной смеси, введение в формовочную смесь молотого угля, пека, хорошее пе- ремешивание смеси. Зерновой состав формовочной смеси оказывает малое влияние на подутость формы, а добавки типа кукурузной муки, декстрина влияют на подутость, если при их введении не повышают влажность формо- вочной смеси.

Разностенность – дефект в виде увеличения или уменьшения толщины стенок отливки (рис. 73). Основными причинами несоответствия размеров отливок, получаемых в песчано-глинистых формах, являются недопустимые отклонения в размерах модельного комплекта, изменение размеров и формы моделей и стержневых ящиков в результате износа и деформаций в процессе эксплуатации; деформации формы и стержней при сушке; неточность сборки формы; повреждение полости формы при извлечении модели или установке стержня; нарушение размеров полости формы или заливке металлом, колеба- ния усадки сплава и ее торможение формой: коробление отливки при охлаж-

дении и термической обработке; механические повреждения при выбивке,

обрубке, очистке и транспортировке.

а б

Рис. 73. Дефект – разностенность:

 

а – схема; б – дефектная отливка

Для предупреждения несоответствия размеров отливок по вине модель- ной оснастки, последнюю перед запуском в производство необходимо тща- тельно проверять. Обязательна проверка первой партии отливок, полученных по новой оснастке. Искажение размеров, обусловленное неточностью монта- жа модели на подмодельной плите, составляет в среднем ±0,15 мм и зависит от способа фиксации моделей на плитах.

Существенное влияние на точность размеров отливок оказывает коле- бание линейной усадки сплава, зависящее от его химического состава, меха- нического торможения усадки формой. При увеличении содержания в чугуне компонентов, способствующих графитизации (главным образом углерода и кремния), уменьшается усадка отливок и, наоборот, при увеличении содержа- ния компонентов, препятствующих графитизации (марганца, серы), увеличи- вается линейная усадка отливки. Так как колебание содержания серы и фос- фора в чугуне незначительно, а марганец мало влияет на графитизацию, то практически усадка чугуна изменяется пропорционально сумме углерода и кремния. Степень механического торможения усадки зависит от отношения площади поверхности стенок отливки, препятствующих усадке, к площади стенок, вызывающих усадку. Чем это отношение больше, тем меньше дейст-

вительная линейная усадка отливки.

Искажение размеров отливки может быть вызвано воздействием на стенки формы жидкого металла. Например, тепловое расширение материала формы иногда настолько велико, что приводит к уменьшению размеров по- лости формы и, следовательно, толщины стенки отливки.

Неточная сборка комплекта стержней или формы вызывает искажение размеров отливки.

Короблением – дефект в виде искажения конфигурации под влиянием

напряжений, возникающих при охлаждении, а также из-за неправильной мо-

дели (рис. 74).

а б

 

Рис. 74. Дефект – коробление:

а – схема; б – дефектная отливка

Данный тип дефекта возникает из-за нетехнологичности отливки; ран- ней выбивки отливки из формы; неравномерного охлаждения отливки в фор- ме; неправильной укладки отливок при термообработке или нарушении ее режима; применения дефектной модельной оснастке (коробление моделей); недостаточной податливости стержней и отдельных частей формы.

Для устранения коробления необходимо не допускать резких переходов сечений сопрягаемых стенок отливки, использовать в конструкции отливки ребер жесткости, галтелей и технологических отверстий, изготовлять модели с обратным выгибом; не допускать преждевременной выбивки отливок из формы; изменить конструкцию литниковой системы так, чтобы обеспечить равномерное охлаждение различных частей отливки (применять подвод ме- талла в тонкие части отливки, рассредоточенную литниковую систему); при- менять холодильники для обеспечения равномерности охлаждения частей от- ливки; не допускать свешивания больших частей отливок, применять опор- ные приспособления, укладку производить партиями с одинаковой толщиной стенок отливки; проводить термическую обработку для снятия внутренних напряжений отливок; хранить модель в сухом закрытом помещении на специ- альных стеллажах, усилить жесткость моделей; не применять в работе поко- робленные модели; не допускать переуплотнения формы (стержня), контро- лировать плотность набивки.

Вылом – механическое повреждение, нарушение целостности отливки, не связанное с процессом ее затвердевания в форме (рис. 75). Наиболее часто механические повреждения возникают при выбивке, обрубке и очистке отли- вок. При этом может произойти вылом части тела отливки, образование тре- щин, искривление и т. д.

Механические повреждения отливок могут быть вызваны преждевре-

менной выбивкой отливок из форм, когда сплав не обладает достаточной прочностью. В этом случае при ударах и сотрясениях затвердевшие литники откалываются вместе с менее прочными горячими участками отливки. По- вреждение отливок при выбивке часто связано с образованием заливов у лит- никовой воронки или чаши, затрудняющих выбивку отливки из формы.

а б

 

Рис. 75. Дефект – вылом:

а – схема; б – дефектная отливка

Механические повреждения (обычно трещины) возникают при обрубке и правке деталей в штампах на механических прессах.

Способы предупреждения механических повреждений. Наиболее про- стым способом отделения литников и прибылей является их отламывание и обрубка. Во избежание механических повреждений эти приемы можно ис- пользовать только в том случае, если сечение питателя меньше сечения части отливки, к которой он подведен, причем плоский питатель отламывается все- гда легче, чем круглый или квадратный. Для обеспечения более легкого отде- ления питателей от отливки рекомендуется: подвести питатель в более мас- сивную часть отливки; уменьшить по возможности площадь сечения питате- ля; изменить форму питателя, значительно уменьшив его толщину; осущест- вить подвод металла через несколько питателей меньшего сечения; выпол- нить вблизи отливки на питателях пережим.

Прибыли и литники следует удалять до отжига отливок, так как после отжига отбить их значительно труднее и опасность появления механических повреждений больше. Достаточно массивные прибыли рекомендуется выпол- нять легкоотделяемыми, для чего между ними и отливкой устанавливают специальные керамические пластины. При невозможности использования легкоотделяемых прибылей для их удаления следует применять огневую или холодную резку.

Отливки следует выбивать из форм после полного их затвердевания. Для предупреждения механических повреждений рекомендуется перед вы- бивкой отливки подсекать (удалять) залив расплава около литниковой ворон-

ки. Однако питатели и стояк к этому времени должны уже полностью затвер-

деть.

Мероприятия по предупреждению образования дефектов при, правке сводятся в основном к проверке пригодности отливок для операций правки и к контролю состояния инструмента и оборудования.

Дефекты поверхности.

Пригар – это слой на поверхности отливки, состоящий из оплавившихся частиц формовочных материалов, пропитанных основным сплавом, окислами его компонентов и продуктами их взаимодействия с составляющими формо- вочной смеси (рис. 76). Этот слой прочно удерживается на поверхности от- ливки.

а б

 

Рис. 76. Дефект – пригар:

а – схема; б – дефектная отливка

Пригар, образующийся на поверхности отливки, может быть вызван двумя причинами: проникновением металла в поры стенок формы, т. е. в про- странство между зернами песка, в результате чего образуется металлический скелет, прочно удерживающий зерна (механический пригар); спеканием и химическими реакциями образующейся на поверхности металла окисной пленки с формовочным материалом (химический пригар).

Первый процесс усиливается высоким напором металла и высокой жидкотекучестью металла, которая, в свою очередь, зависит от температуры заливки. Это объясняется проникновением металла в поры действием капил- лярных сил.

Глубина проникновения возрастает с увеличением размеров зерен и на- пора металла. Металл проникает преимущественно в крупные поры, которые затем расширяются за счет пор меньших размеров. Находящиеся в поверхно- стном слое формы зерна песка спекаются в большей или меньшей степени в зависимости от температуры заливки и состава формовочного материала. С

уменьшением температуры спекания образующихся силикатов размеры пор, по которым металл проникает вглубь формы, все более уменьшаются, и при полном спекании зерен песка проникновение металла прекращается.

Спекшийся слой силикатов, особенно при высоких температурах может вызвать образование прочного пригара. Чем больше плотность набивки фор- мы, т.е. чем прочнее форма, тем в меньшей степени происходит пригар. Наи- большей стойкостью против пригара обладает смесь крупнозернистого песка с более мелким. В этом отношении особое значение имеет состав смеси.

Чем больше глины или бентонита содержит сырая формовочная смесь, тем более неровной будет поверхность отливки. Аналогичное влияние оказы- вает также вода. Считают, однако, что при образовании пригара форма зерен (круглая или остроугольная) не имеет никакого значения.

При низкой температуре заливки и коротком периоде воздействия жид- кого металла на стенку формы поверхность отливки будет тем более гладкой, чем мельче будут зерна песка. Поэтому при изготовлении тонкостенных от- ливок из сплавов, имеющих относительно низкую температуру плавления, следует применять мелкозернистый песок.

Правда, с уменьшением размеров зерен уменьшается газопроницае- мость формы, и нередко, именно, гладкая поверхность отливки служит при- знаком наличия пористости в стенке отливки.

На поверхности зерен песка, соприкасавшихся с жидким металлом, об- разуется покрытие различной толщины. Это покрытие снижает температуру спекания песка. Крупные сухие формы и стержни защищают от пригара по- крытием их формовочной краской. Чем меньше глины содержит краска, тем выше температура ее спекания и тем более эффективной будет ее действие. Сырые формы защищают в известной мере от пригара припыливанием или опрыскиванием их стенок серебристым графитом, жидким стеклом, патокой и т.п.

Ужимина – дефект в виде углубления с пологими краями, заполненного формовочным материалом и прикрытого металла, образовавшаяся вследствие отслоения формовочной смеси при заливке (рис. 77). В зависимости от усло- вий образования ужимины могут иметь вид неглубоких вытянутых канавок или впадин, тонких плоских, неправильной формы наростов, сопровождаю- щихся значительными песчаными включениями. Иногда образуются ужими- ны, в которых отсутствует прослойка формовочной смеси, удалить их весьма трудно.

В процессе заливки поверхностные слои формы быстро высыхают, а испаряющаяся из них влага перемещается в менее прогретые слои формы, где конденсируется, образуя малопрочную зону со значительно повышенной (по сравнению с первоначальной) влажностью и температурой около 100 оС. Су- щественной особенностью этой зоны является резко выраженная граница. Условно эту зону принято называть зоной конденсации влаги. С увеличением

длительности воздействия тепла жидкого металла зона конденсации удаляет-

ся от поверхности вглубь формы, а температура поверхности формы и рас-

стояние от нее до зоны конденсации влаги быстро возрастают.

 

а б

Рис. 77. Дефект – ужимина:

а – схема; б – дефектная отливка

Формовочные смеси при нагреве расширяются. Кроме того, при темпе- ратуре 573 °С изменяется кристаллическое строение кварцевого песка, сопро- вождающееся дополнительным увеличением объема. Расширение формовоч- ных и стержневых смесей при их нагреве расплавленным металлом сопрово- ждается линейными и объемными изменениями.

В начальный период прогрева поверхностных слоев формы вследствие теплового расширения зерна песка стремятся выдавить разделяющие их свя- зующие в поры формы. Кроме того, органические связующие выгорают, ос- вобождая межзеренные прослойки. В этом периоде внешние размеры рабочей полости формы практически не увеличиваются. В последующий период на- грева поверхностные слои формы (или стержня) расширяются. Свободному расширению этих слоев формы препятствуют соседние участки формы, и в поверхностной корке возникают сжимающие температурные напряжения. Величина температурных напряжений характеризуется нагрузкой, которую необходимо приложить для преодоления расширения образца формовочной

или стержневой смеси и сохранения его начальной высоты при нагреве.

Под действием этих напряжений возможно отслоение и разрушение по- верхностной корки формы вдоль зоны конденсации влаги. В результате пер- воначальная геометрия полости формы искажается. Заполняющий форму ме- талл воспроизводит все нарушения целостности формы, что приводит к воз- никновению на поверхности отливки дефектов, называемых ужиминами.

Неравномерное уплотнение формы обусловливает неравномерную прочность и газопроницаемость, а, следовательно, и неравномерные давления газов и деформации в стенках формы. Поэтому при употреблении жирных глинистых песков основное внимание следует обращать на обеспечение рав- номерного уплотнения. Однако равномерное уплотнение может быть достиг-

нуто лишь при использовании тщательно смешанного формовочного состава. Нельзя допускать применения формовочной смеси с комками, так как это создаст иную степень уплотнения, чем при рыхлом составе.

Уплотнение смеси, подвергнутой последующему разрыхлению, проис- ходит значительно лучше, чем если бы она была только перемешана в бегу- нах.

Большой процент содержания пыли также способствует образованию

ужимин на толстостенных отливках. Нужно избегать слишком сильного уп- лотнения смеси, так как это снижает газопроницаемость. Лучше плотно ут- рамбовывать смеси из тощих песков, чем из слабо жирных.

Слишком высокое содержание влаги в формовочном материале и глав- ным образом неравномерное распределение воды вызывает образование ужимин. Это особенно часто происходит, если форма недостаточно газопро- ницаема, чтобы вывести наружу образующуюся при заливке волну газа. Сле- довательно, формовочная смесь должна иметь оптимальное содержание влаги и быть хорошо перемешанной.

Сказанное полностью относится к облицовочной смеси, так как именно эта смесь должна пропустить газы, образующиеся при заливке формы. На- полнительная смесь должна обладать такими же свойствами, что и облицо- вочная. Непросушенные литейные формы в большей степени склонны к обра- зованию ужимин, чем высушенные. Недостаточная, неглубокая и прежде все- го неравномерная просушка форм и стержней весьма сильно способствует образованию ужимин, особенно при длительном простое готовой формы и сборке ее в горячем состоянии. Сухая форма обладает меньшей газопрони- цаемостью и расширяется больше, чем сырая.

Температура сушки должна быть достаточно высокой, с тем, чтобы можно было удалить из глины кристаллизационную воду.

Трещины, образующиеся в процессе сушки форм и стержней, предо- пределяют образование ужимин. Опасность их возникновения можно умень- шить, применяя при сушке увлажненный воздух, который имеет еще и то преимущество, что обеспечивает равномерное просушивание и ускорение сушки по глубине.

Газы, образующиеся при заливке формы, должны иметь достаточную возможность быстро выйти из поверхностных слоев формы, подверженных опасности поражения ужиминами. Такая возможность обеспечивается хоро- шей газопроницаемостью формы, которую можно повысить применением ка- менноугольного шлака или кокса, а также устройством вентиляционных ка- налов.

Прежде всего, необходимо создавать вентиляционные каналы в нижней части формы, лучше ставить форму на основание, пропускающее воздух, на- пример, на колосниковую решетку. Аналогичный эффект достигается при применении форм, в которые закладываются вышеуказанные добавки, а так-

же установкой их на постель из шлака. Но в этом случае необходимо следить

за тем, чтобы постель не была сырой. Органические связующие материалы, сгорающие при заливке, уменьшают склонность к образованию ужимин. Кирпичная кладка для глинистых форм должна иметь во многих местах воз- духопроницаемые прокладки из золы и соломенных веревок. Газы, выделяю- щиеся при заливке из формы, следует поджигать, поскольку при их сгорании возникает тяга. Создание вентиляционных каналов является хорошим средст- вом устранения ужимин. Однако лучше всего, конечно, иметь газопроницае- мую форму, чтобы избежать неэкономичного проделывания вентиляционных каналов.

Формы и стержни, обгоревшие при сушке, всегда являются причиной образования ужимин. Поэтому следует избегать применения форм с заделан- ными трещинами, обломанными частями, так как это может лишь усилить образование ужимин.

Образованию ужимин можно противодействовать, принимая соответст- вующие меры при заливке. В отливках с большими горизонтальными поверх- ностями следует следить за тем, чтобы металл быстро покрывал их.

Система питателей должна быть устроена таким образом, чтобы металл

заливал форму равномерно. Большие тонкие плиты должны заливаться быст- ро. Надежным средством предупреждения отделения отслоений на стенке формы является создание в форме давления во время заливки. Это достигает- ся тем, что входные отверстия стояков, по крайней мере, в начале заливки, держат закрытыми глиняными пробками.

Нарост – дефект в виде выступа произвольной формы, образовавшийся из-за загрязнения формовочными материалами металла вследствие местного разрушения (обвала) литейной формы (рис. 78).

При обвале крупных участков форм и стержней значительно искажают- ся размеры и конфигурация всей, отливки. Подобное разрушение является причиной нароста. Металл заполняет разрушенные, отвалившиеся участки формы, а на отливке образуются характерные приливы, по внешнему виду соответствующие отвалившимся участкам формы. Причиной разрушения от- дельных участков формы и образования обвалов часто является недостаточ- ная прочность формовочной смеси на разрыв. Под действием собственного веса уплотненной смеси в верхнем болване возникают растягивающие на- пряжения, 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 дру- гих внешних воздействиях на собранную форму. В результате в отливке обра- зуется нарост.

В процессе многократных заливок даже при введении оптимального ко- личества освежающих добавок и при постоянной прочности на сжатие, проч- ность на разрыв находящихся в обороте формовочных смесей резко падает. Это создает условия для местных разрушений формы и образования дефектов отливок-наростов. Следовательно, проверка прочности на разрыв формовоч-

ных смесей дает наиболее достоверные сведения о возможности возникнове- ния обвалов. Наиболее часто причиной обвалов являются различные наруше- ния технологического процесса формовки и сборки форм: неправильная уста- новка груза на собранную форму; недостаточное количество крючков, солда- тиков и шпилек при мелкосерийном производстве отливок; использование покоробленных опок, опок с дефектами рабочей поверхности и крестовин; неисправная работа подъемных и вытяжных механизмов формовочных ма- шин, приводящая к образованию в форме разрывов и трещин; неисправности подъемно-транспортных механизмов; применение неисправных крепежных приспособлений и т.д.

а б

 

Рис. 78. Дефект – нарост:

а – схема; б – дефектная отливка

Для предупреждения образования обвалов необходимо тщательно со- блюдать технологию на всех операциях формовки, сборки, транспортировки и заливки форм, проверять состояние оборудования и модельно-опочной ос- настки. Неисправности в работе формовочно-заливочного оборудования сле- дует своевременно устранять, а поврежденные опоки заменять новыми. Не- обходимо предотвращать резкие толчки, встряхивания при кантовании и ус- тановке форм на заливочный плац, конвейер, рольганг. Обеспечивать плавное передвижение собранных форм на всех транспортных устройствах, правиль- ную 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 сме- си количество активной глины или бентонита.

Сушка или твердение форм и стержней должны соответствовать требо-

ваниям технических условий. Готовые формы и стержни необходимо тща-

тельно контролировать. Ремонт и заделку поврежденных участков следует выполнять с особой тщательностью и соблюдением максимальной осторож- ности. При скреплении или нагружении полуформ следует избегать ударов и толчков. Расположение готовых форм должно обеспечить возможность сво- бодного доступа к ним с ковшом металла и выполнения всех приемов залив- ки.

Контрольные вопросы.

1. В отливке появился дефект – ужимина. Влияет ли глина, входящая в состав формовочной смеси, на образование этого дефекта?

2. Какое влияние и почему окажет на образование ужимин замена све-

жего формовочного песка на горелую смесь?

3. Чем может быть вызвано образование пригара на отливках?

4. Что такое коробление отливки? Причины образования?

5. Причины появления разностенности отливок.

6. Причины образования недолива.

7. Дефекты поверхности отливок.

8. Что такое пригар? Виды пригара.

9. Что такое шероховатость поверхности?

Дата добавления: 2014-01-07