Лекция 2
Качество отливок зависит от многих технологических, организационных и экономических факторов из которых наиболее важны:
— качество исходных материалов (шихтовых, формовочных, вспомогательных);
- соблюдение технологического процесса на всех стадиях получения отливки;
- уровень механизации и автоматизации технологического процесса;
- организация производства и управления литейным цехом.
Отсюда видно, что для повышения качества отливок следует решать целый комплекс организационно-технических мероприятий в основе которых должно быть поощрение за качество работы и ответственность за брак.
ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Процедура проверки соответствия показателей качества отливок требованиям, установленным нормативно техническими документами называется техническим контролем.
При техническом контроле в соответствие с ГОСТ 16504-81 должна быть использована единая терминология во всех официальных документах. Вот основные термины:
– контролируемый признак — характеристика отливки, подвергаемая контролю(например, хим. состав отливки, шероховатость и т.д.).
– контролируемый параметр — количественная характеристика свойств объекта контроля (содержание элемента, предел прочности и т.д.).
– объем контроля — число объектов и совокупность контролируемых признаков, установленных для контроля (число образцов для испытаний, перечень контролируемых свойств и т.д.).
– средство контроля — механическое средство (прибор, приспособление, аппаратура, стенд), а также материалы (реактивы), используемые для контроля.
– метод контроля — группа правил применения определенных признаков и средств для осуществления контроля.
Методы контроля могут использовать различные физические или химические явления. На их основе действуют измерительные контролирующие устройства и строится технология процесса контроля
Для контроля качества отливок используют следующие виды контроля (табл. 1)
Таблица 1
Классификация видов контроля
|
Классификационный признак |
Вид контроля |
|
|
1. |
Стадия производственного процесса |
Входной, операционный, окончательный |
|
2. |
Цель контроля |
Приемочный, регулирование технологического процесса |
|
3. |
Полнота контроля |
Сплошной, выборочный |
|
4. |
Периодичность и характер |
Непрерывный, периодический, летучий, инспекционный |
|
5. |
Средства контроля |
Органолептический, визуальный, инструментальный |
|
6. |
Контролируемый параметр |
По количественному, качественному и альтернативному признакам |
|
7. |
Выполняемая функция |
Активный, пассивный |
|
8. |
Уровень технической оснащенности |
Ручной, механизированный, автоматический |
Наиболее важны виды контроля предупреждающие появление брака, что снижает непроизводительные потери.
Входной контроль — контроль всех материалов, поступивших в цех, и их соответствие сопроводительным материалам (сертификатам), путем отбора проб и направления их для исследования в лабораторию
Операционный контроль промежуточной продукции (расплава, форм, стержней, красок) и технологических операций (плавки, формовки, сборки форм, заливки и т.д.) обеспечивает качество на последующих операциях и снижает вероятность брака отливок.
Окончательный контроль (контроль готовой продукции) представляет собой проверку отливок на соответствие требованиям нормативно-технической документации. Чем строже окончательный контроль, тем меньше претензий от потребителей и лучше отношения с заказчиком.
Сплошной контроль необходим в условиях единичного производства. При контроле каждой отливки возможно использование только неразрушающего контроля.
Выборочному контролю подвергают определенное количество случайно выбранных отливок. По их качеству принимают решение о качестве всей изготовленной партии отливок. Противоречие между стремлением уменьшить размер выборки и получить достоверный результат устраняется при помощи методов математической статистики и теории вероятности.
Непрерывный контроль необходим при освоении новой продукции.
При установившемся производстве применяется периодический контроль.
Летучий контроль является одной из форм предупреждения брака. Он носит внезапный характер. Контролер или мастер с произвольной периодичностью обходят рабочие места.
Инспекционный контроль проводится специальной комиссией из квалифицированных специалистов с целью проверки работы отдела технического контроля или автоматических контрольных устройств. Проводится повторная и выборочная проверка, ранее принятых и забракованных отливок.
Широкое внедрение вычислительной техники позволило увеличить долю активного контроля, который позволяет оперативно воздействовать на объект и не допустить брака. При пассивном контроле брак только фиксируется.
Технический контроль может проводиться органолептическим путем или с использованием специальных средств контроля — технических устройств и материалов, т.е. инструментальным путем. Визуальный контроль является разновидностью органолептического контроля. В практике он используется наиболее широко. Наиболее совершенным является инструментальный контроль, технические средства которого непрерывно совершенствуются.
С практической точки зрения важно деление всех методов контроля на разрушающие и неразрушающие.
Разрушающий контроль проводится на специальных образцах, отливаемых в одной форме с отливкой или на образцах, вырезанных из тела отливки. Дальнейшее использование отливки по назначению в этом случае невозможно. Поэтому разрушающий контроль готовых отливок может быть только выборочным. Сплошной контроль разрушающими методами проводится только на специальных образцах. Примером служит контроль металла от каждой плавки. В этом случае определяют химический состав или регламентированные механические свойства. При несоответствии хотя бы одного контролируемого параметра элемента бракуется вся партия отливок, полученных из металла данной плавки.
Неразрушающий контроль позволяет сохранить целостность отливок и они пригодны к дальнейшей эксплуатации. В основу Н.К. положено взаимодействие физических полей или излучений с отливкой. В зависимости от физической сущности для контроля отливок применяют следующие методы Н.К.: магнитный, электрический, электромагнитный, оптический, радиационный, акустический, тепловой и проникающими веществами.
Возможности этих методов очень широки. Так методами неразрушающего контроля можно осуществлять:
- дефектоскопию отливок – обнаружение внутренних и поверхностных дефектов;
- определение микроструктуры, физических и механических свойств сплава;
- замер толщины стенок и оценку состояния поверхностей отливок;
- сортировку сплавов по маркам.
Но при выборе эффективного метода неразрушающего контроля необходимо учитывать определенные исходные данные отливок: марка сплава, характер изучаемых дефектов, ориентировочное место расположения дефектов в отливке.
Неразрушающий контроль характеризуется тем, что при контроле какого либо признака определяется не непосредственный контролируемый параметр, а какая-либо физическая величина, тесно связанная с ним. Методы Н.К. ранее называли косвенными методами. Предпочтение отдается тем методам, которые позволяют выразить результаты измерения неэлектрических величин в электрических, например, определение структуры сплава по изменению магнитных свойств.
Крупные и средние отливки клеймят клеймом окончательного контроля. На бракованные отливки ставят клеймо «брак» и отправляют в изолятор брака.
Мелкие отливки могут быть разложены в тару, а клейма-штампы ставят на сопроводительный сертификат или ярлык на таре.
Для проведения технического контроля в литейном цехе выделяют специальные помещения оснащенные необходимыми приборами, инструментами, стендами, установками и т.п.
Некоторые виды технического контроля проводят в центральных заводских лабораториях. Например, входной контроль формовочных и шихтовых материалов, определение химического состава, структуры и испытание механических свойств сплавов.
По причинам образования дефекты можно поделить на 5 групп:
- дефекты, вызванные взаимодействием сплава с газами и влагой;
- дефекты, вызванные взаимодействием сплава с формой;
- дефекты, возникающие в отливках при неправильном заполнении формы;
- дефекты, образующиеся при затвердевании отливки;
- механические повреждения отливок.
В основу классификации положен ГОСТ 19200-80, который делит дефекты из стали и чугуна на 5 основных групп. Эта классификация применима и к отливкам из цветных сплавов:
1 – несоответствие по геометрии (недолив, незалив, неслитина, обжим, подутость, перекос, стержневой перекос, разностенность, стержневой залив, коробление, вылом и зарез, прорыв и уход металла);
2 – дефекты поверхности (пригар, окисление, газовая шероховатость, поверхностное повреждение, спай, плена, складчатость, ужимина, нарост, засор, залив, просечка);
3 – несплошности в теле отливки (горячие и холодные трещины, межкристаллические трещины, усадочная раковина и усадочная пористость, газовая раковина, ситовидная раковина, рыхлота, графитовая пористость, утяжина, песчаная и шлаковая раковины, вскип);
4 – включения (металлические, неметаллические, корольки);
5 – несоответствие по структуре (отбел и половинчатость в чугунах, флокены, ликвации – дендритная, зональная, гравитационная; морфология зерен, морфология и равномерность распределения структурных составляющих, соотношение фаз).
Большую роль в оценке качества отливок играют и другие дефекты, связанные в основном с качеством сплава, но не вошедшие в ГОСТ 19200-80. Поэтому классификацию следует дополнить еще 3-мя группами:
6 – несоответствие по химическому составу;
7 – несоответствие по механическим свойствам;
8 – несоответствие по технологическим свойствам.