Дефекты отливок

Цель работы: Изучение основных дефектов отливок и причин из возникновения.

Принадлежности: Образцы отливок с дефектами.

В процессе получения заготовок из деталей методом литья важной задачей является своевременное обнаружение брака промежуточной и окончательной продукции и его устранение. Бракованной отливкой называют такую, которая имеет хотя бы один неисправимый и недопустимый по техническим условиям дефект.

Классификация дефектов предусматривается специальным ГОСТом, который определяет различные виды дефектов: заливы, коробление, корольки, наросты, недолив, отбел, пригар, раковины газовые и шлаковые, рыхлоты или пористость, спаи, трещины горячие и холодные, ужимины, несоответствие металла стандартам и техническим условиям по химическому составу, микроструктуре и физико-механическим свойствам, несоответствие веса отливок стандартам, механические повреждения и другие виды дефектов.

Основных видов брака отливок меньше, к ним можно отнести следующие:

1. Коробление – изменение размеров и контуров отливки под влиянием усадочных напряжений.

Причины: нерациональная конструкция отливки (например, разностенная), что приводит к возникновению внутренних напряжений; неправильный подвод металла, ухудшающий равномерность его остывания; неправильно выбранный состав сплава или повышенная температура заливаемого металла, вызывающие чрезмерную усадку; неправильный режим охлаждения отливки и недостаточная податливость формы и стержней.

2. Газовые раковины – пустоты, расположенные на поверхности или внутри отливки (поверхность гладкая блестящая).

Причины: содержание в металле большого количества газов, пониженная газопроницаемость или повышенная влажность формовочных смесей и стержневых; чрезмерное местное смачивание формы при извлечении модели; недостаточная вентиляция форм и стержней; недостаточно просушенные формы или смеси; неправильная окраска форм и стержней; чрезмерно высокая температура металлической формы; низкая температура заливаемого сплава; чрезмерно быстрое заполнение формы; неправильная конструкция отливки.

3. Песчаные раковины – закрытые или открытые раковины, полностью или частично заполненные формовочным материалом.

Причины: местное разрушение и засорение форм при сборке; недостаточная прочность формовочной и стержневой смесей или красок; применение неисправных изделий; неправильное крепление отъемных частей модели; слабая или неравномерная набивка формы и стержней; неправильный подвод литниковой системы; обвал формы; нетехнологичность конструкции отливки.

4. Усадочные раковины – открытые или закрытые пустоты в теле отливки, имеющие шероховатую поверхность с грубокристаллическим строением.

Причины: неправильный подвод расплава в форму; заливка форм перегретым сплавом; неправильная конструкция отливки, допускающая скопление больших объемов расплава в отдельных ее частях.

5. Рыхлоты или пористость – крупнозернистая или неплотная строение сплава с наличием межкристаллических пустот большей или меньшей величины.

Причины: неправильная конструкция отливки; недостаточное питание отливки жидким металлом в процессе затвердевания из – за неправильного расположения прибылей, выпоров и литников, неправильные размеры и установка холодильников (металлических вкладышей); повышенное содержание элементов, способствующих увеличению усадки; чрезмерно высокая температура заливки.

6. Шлаковые раковины – открытые или закрытые пустоты, полностью или частично заполненные шлаком.

Причины: окисленная и загрязненная шихта; нестойкие огнеупоры; низкая температура металла и низкая его жидкотекучесть; неправильная литниковая система, не отделяющая шлака; нерациональное устройство ковшей, плохо задерживающих шлак; небрежная заливка металла в формы; нераскисленный металл.

7. Трещины горячие и холодные – разрывы или несквозные или надрывы в стенках отливок. Поверхность излома в горячих трещинах окислена, т.к. они появляются при высоких температурах; в холодных трещинах поверхность излома чистая, или покрытая легким цветом побежалости.

Причины: неправильная конструкция отливки с резким переходом от толстых к тонким сечениям; сопротивление форм и стержней нормальной усадке металла из-за чрезмерной плотности набивки; неправильно подготовленный формовочный и стержневой состав смесей; малая податливость смесей; повышенное содержание элементов, увеличивающих усадку или уменьшающих предел прочности при высоких температурах; заливка форм перегретым металлом и неправильный подвод металла.

8. Недолив и спай – недолив характеризуется неполным заполнением формы металла и нарушением конфигурации формы отливки, а спай – это сквозные или поверхностные потоки преждевременно застывшего металла с закругленными краями.

Причины: недостаточное количество металла в ковше; низкая температура сплава при заливке и недостаточная жидкотекучесть его; уход металла из формы в следствии неплотной сборки; недостаточное сечение литниковой системы; нерациональная конструкция отливки.

9. Заливы – тонкие различные по величине и форме выступы на отливке, не предусмотренные чертежом, образующиеся на плоскости разъема формы.

Причины наличие излишнего зазора между полуформами.

10. Перекос – несоответствие конфигурации отливки чертежу из-за смещения одной части отливки относительно другой.

Причины: неправильное центрирование опок при чрезмерном износе штырей.

11. Разностенность.

Причины: неправильная установка или смещение стержней при заливке формы из-за непрочного их крепления в форме.

12. Ликвация – неоднородность химического состава по сечению отливки.

Причины: высокая температура заливки сплава; недостаточное перемешивание жидкого металла перед разливкой; избыток присадок.

Методы исправления дефектов.

Наиболее распространенными методами исправления дефектных отливок является пропитывание пористых отливок различными составами и заварка дефектов газовой или электродуговой сваркой.

Пористые отливки, работающие под небольшим зависанием, пропитывают водным раствором хлористого аммония (нашатыря). В растворе дефектные отливки находятся 8 – 12 ч. Нашатырь проникает между кристаллами металла, образуя окислы, и тем самым закупоривает поры отливки.

Пористость чугунных, бронзовых и алюминиевых литых деталей, работающих под значительным давлением, устраняют путем запрессовки в поры бакелитового лака. Давление запрессовки составляет 250 – 300 . Пропитанную отливку сушат при комнатной температуре около 40 – 50 ч. Затвердевание лака происходит в печи при 130°C.

Для газовой или электрической заварки дефектов присадочный пруток или электрод должен иметь тот же химический состав, что и основной металл. Во избежание появления трещин в процессе заварки или после ее необходимо предварительно подогревать до 200 – 250°C.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомится с образцами основных дефектов отливок.

2. Записать возможные причины возникновения дефектов.

3. Сделать эскизы изученных дефектов отливок.

4. Проанализировать возможность исправления изученных дефектов.

Контрольные вопросы

1. Какую отливку называют бракованной?

2. Имеется ли специальная классификация брака отливок и где она отражена?

3. На какие группы делятся все дефекты отливок?

4. Перечислить основные дефекты отливок?

5. Каковы причины возникновения коробления отливок?

6. Каковы причины появления газовых раковин и пористости?

7. Причины появления усадочных раковин?

8. Причины возникновения песчаных и шлаковых раковин?

9. Причины появления трещин в отливках?

10. Назовите способы исправления дефектов отливок и их сущность?

Лабораторная работа №4