Лекция 3
Основными причинами дефектов отливок являются нетехнологичность конструкции деталей, несовершенство технологического процесса, нарушения технологии и недоброкачественность технологических материалов.
Дефекты, причиной которых является нетехнологичная конструкция детали, возникают в тех случаях, когда деталь спроектирована без учета возможностей литейной технологии.
Дефекты, возникающие из-за несовершенства технологического процесса, встречаются наиболее часто. Для устранения таких дефектов требуется не только научный подход к решению технологических задач, но и анализ пробных отливок с целью корректировки технологии.
Дефекты, вызываемые нарушением технологии, могут быть следствием отступления от режимов на любой технологической операции, например, при подготовке формовочных и шихтовых материалов, формовке, плавке, заливке, термообработке и т.д. Дефектность и брак отливок неизбежно возрастают при неудовлетворительном состоянии оборудования и оснастки, а также при небрежной работе рабочих.
1. Несоответствие по геометрии (размерные пороки)
Эта группа дефектов наиболее многочисленна. Они проявляются в нарушении конфигурации отливки, ее массы и в неточностях размеров.
1.1. Недолив – неполное образование отливки. Причина – недостаточное количество жидкого металла.
1.2. Незалив – несоответствие конфигурации отливки чертежу. Причины – износ или разрушение модельной оснастки, дефекты литой формы или нарушение технологии заливки.
1.3. Неслитина – сквозная щель или отверстие в стенке отливки. Причина – неслияние встречных потоков металла. Дефект чаще встречается в тонких стенках отливок из сплавов с широким интервалом кристаллизации.
1.4 Обжим – местное нарушение конфигурации отливки. Причина – деформация литейной формы при сборке или заливке. Чаще обжимы встречаются на плоскости разъема формы в виде приливов или утолщений произвольной формы. Образуется при наличии крючков или неровностей, выступающих над нижним контуром опоки. Нельзя допускать перестановку собранных форм на новые подоночные плиты или другие опоры.
1.5. Подутость – местное утолщение отливки. Появляется при заливке отливок в плохо уплотненные формы, которые расширяются под действием заливаемого расплава.
1.6. Перекос – смещение одной части отливки относительно осей или поверхностей других частей по разъему формы или модели. Причина – неточная сборка формы (смещение опок) или неточной сборкой модели при формовке.
1.7 Стержневой перекос – смещение отверстия, полости или части отливки (выступающей) из – за неправильной установки (перекоса) стержня.
1.8. Разностенность – увеличение или уменьшение толщины стенки отливки из – за смещения (перекоса) стержня.
1.9. Стержневой залив – отверстие в отливке или полость залитые металлом из-за обрушения стержня или непростановки его в форму при сборке.
1.10 Коробление – искажение конфигурации отливки под действием внутренних напряжений, возникающих при охлаждении или из-за деформации модельной оснастки. Чаще наблюдается у напряженных тонкостенных отливок. Наиболее характерными формами коробления являются выпуклость или вогнутость на плоскости. Мерой коробления может служить стрела прогиба d.
Для борьбы с короблением необходимо применять модели с большой жесткостью, чтобы исключить их деформацию при формовке, а также уменьшить скорость охлаждения отливок в период перехода сплава из пластичного состояния в упругое, что способствует снижению напряжений, являющихся основной причиной коробления отливок.
Коробление отливок может происходить и при их термической обработке. Оно вызывается неравномерностью и резким изменением температурного поля отливки, например, во время закалки, а также деформациями, вызванными действием силы тяжести отливок. Поэтому не допустима укладка тонкостенных отливок навалом на подину печи.
Для тонкостенных отливок необходимо предусматривать наличие стяжек, толщина которых не должна превышать толщину стенок отливки
1.11. Вылом и зарез – нарушения конфигурации отливок при обрубке литников, выбивке стержней зачистке отливок или при транспортировке.
1.12. Прорыв и уход металла – вытекание расплава из формы при ее недостаточной прочности или слабого крепления частей. Дефект проявляется в виде неполного заполнения полости формы с одновременным образованием приливов произвольного вида, либо возникает пустота в теле отливки, ограниченная коркой затвердевающего металла. Прорыв формы возможен и при недостаточно плотной ее набивке, большой высоте опок, при недостаточной толщине, слоя формовочной смеси, особенно в нижней полуформе.
Ряд размерных пороков связан с различными прорывами сплава и заливами формы в местах, где сплава не должно быть. Возможными причинами образования таких пороков могут быть увеличение зазора между плоскостями разъема и составными частями формы, вызванное неудовлетворительным состоянием модельных комплектов, сушильных плит, шаблонов и другой оснастки; повышенная температура заливки форм; чрезмерно большой напор металла в форме. Снизить влияние напора можно с помощью установки открытой прибыли, выпоров, увеличения количества наколов.
Размерные пороки связаны также с различного рода сдвигами, перекосами, смещениями. Чаще всего эти дефекты не являются следствием недоработки технологического процесса. Возможными причинами их образования являются: использование моделей и стержневых ящиков, требующих ремонта; изменение контура формы в процессе транспортировки или хранения; срезка выступающих углов и болванов, подпиловка стенок, заправка обломок формы при формовке и сборке; неправильное использование отъемных частей стержневых ящиков при изготовлении стержней, смятие или коробление во время их сушки; применение моделей и стержневых ящиков, выполненных с отклонениями от чертежей; неправильное расположение на модели соединительных штифтов; износ направляющих втулок и штырей на опоках; неправильный монтаж моделей на плитах или неправильное расположение знаков на модели; назначение повышенных зазоров по знакам стержней.