ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК

Получение качественных отливок является первоочередной целью любого специалиста по литейным технологиям. На этапе проектирования отливки литейщики наперед просчитывают вероятные дефекты. Однако этого недостаточно. Существует огромное количество различных факторов, влияющих на формирование качественной отливки. Соответственно дефекты на отливках могут привести к нежелательным последствиям. В отдельных случаях бракованные отливки могут оказаться причиной трагедии. Именно поэтому на этапе изготовления, отливки контролируют по следующим критериям:

Химический состав: чаще всего определяют спектральным анализом, который быстро и точно определяет содержание марганца, хрома, никеля, кремния.

Геометрические размеры отливок: кон­тролируют с помощью шаблонов, спе­циальных приспособлений и по разметке на плите. Отклонения размеров не долж­ны превосходить допускаемых.

Механические свойства: отливок из се­рого чугуна контролируют, определяя предел прочности при растяжении и твер­дость по Бринеллю. При контроле ковкого чугуна определяют предел прочности при растяжении, относительное удлинение, твердость по Бринеллю и в некоторых случаях ударную вязкость. Для отливок из стали — определяют предел прочности при растяжении, относительное удлинение, суже­ние и твердость; отливки из цветных сплавов испытывают на растя­жение, удлинение и твердость.

Структуру металла: отливок устанавливают при рассмотрении излома образцов или специально приготовленных образцов-шлифов. Шлифы анализируют макроскопическим ( при помощи лупы, или «на глаз»), или макроскопическим(с помощью микроскопа).

Поиск дефектов отливок:

Магнитный способ: предварительно намагниченную отливки пропускают через магнитное поле соленоида. При встрече пустот, раковин, магнитное поле меняется, возникает ЭДС.

Рентген: пропуская через отливку рентгеновские лучи, можно обнаружить ряд различных внутренних дефектов(трещины, раковины, рыхлоты). Толстенные отливки пропускают не через рентген, а через гамма — излучение.

Контроль отливки на герметичность. При гидравлическом испы­тании отверстия полости отливки закрывают пробками. В каче­стве жидкости применяют воду. Давление при гидравлическом испы­тании назначают в зависимости от условий работы детали. Наружная поверхность отливки должна быть сухой, иначе обнаружить следы течи невозможно.
При воздушном испытании внутрь отливки подают воздух под давлением, а отливку помещают в воду; иногда поверх­ность отливки покрывают мыльным раствором; в случае течи на по-­
верхности отливок появляются пузыри, указывающие место течи.
Причины возникновения дефектов

Дефект	Характерные      признаки	Причины    возникновения	Меры    предупреждения
Недолив	Наличие незапол­ненных металлом элементов отливок, неполностью запол­ненные металлом стенки отливки, не­четкое воспроизве­дение контуров от­ливки	Недостаточное количество металла. Низкая температура заливки. Недостаточная жидкотекучесть сплава вследствие отклонений в хи­мическом составе, неполного раски­сления сплава, наличия графитной спели в чугуне.Уход металла в разъем формы. Малая площадь сечения питателей, неправильный подход литников к полости формы.  Нерациональная конструкция отливки. Плохая вентиляция формы.	Перерасчет количества металла. Повышение температуры заливки. Изменение химического состава, ка­чественное раскисление сплава, ис­ключение из шихты высококремни­стых низкокачественных доменных чугунов.Повышение качества сборки формы. Увеличение площади сечения питате­лей, применение рассредоточенного подвода сплава, приближение места подвода сплава к тонкостенным эле­ментам формы.Изменение конструкции, увеличение толщины стенок отливки Увеличение числа вентиляционных каналов, установка выпоров, повы­шение газопроницаемости формы.
Коробле­ние	Искажение разме­ров и конфигурации отливки при сохранении ее сплошности.	Неравномерность охлаждения от­дельных частей отливки вследствие  ее нерациональной конструкции. Неправильный подвод металла, уси­ливающий неравномерность охлаж­дения (подвод в толстые стенки). Высокая температура заливки. Низкая прочность формы.Неправильная укладка отливок при термообработке.	Изменение конструкции отливки (ус­тановка усадочных ребер, галтелей, изменение толщины стенок и взаимных переходов).Подвод металла в более тонкие и кон­цевые части отливки.Уменьшение температуры заливки. Повышение степени уплотнения фор­мы.Равномерная, плотная укладка отливок.Применение моделей с обратным ук­лоном.Применение термообработки для сня­тия напряжений перед механической обработкой отливок.
Пригар	Грубая шероховатая поверхность отливки с приварившимся к ней слоем формовоч­ной или стержневой смеси, оксидов рас­плава и продуктов их взаимодействия с ок­сидами формовочных материалов.	Высокая температуре заливки. Низкая скорость заливки.Повышенный разогрев формы в мес­те подвода сплава.Недостаточная огнеупорность фор­мовочных материалов. Высокая пористость формы.Некачественное окрашивание или припыливание поверхности формы. Несоблюдение рецептуры формо­вочных и стержневых смесей. Нарушение технологии приготовле­ния смеси.	Снижение температуры заливки. Повышение скорости заливки, увели­чение площади питателей. Рассредоточение подвода сплава, осу­ществление его через несколько пита­телей.Применение материалов с большей огнеупорностью (магнезит, хромит). Применение мелких фракций песка, увеличение степени уплотнения формы, добавление в формовочную смесь мелкозернистых материалов (например, маршаллита).Улучшение качества краски и равно­мерности ее нанесения. Строгое  соблюдение рецептуры смесей.Соблюдение технологии приготовле­ния смеси.
Ужимины	Вмятина, узкая канав­ка на поверхности от­ливки, заполненная формовочной смесью и прикрытая слоем металла.	Наличие трещин на поверхности формы.Неравномерное и сильное уплотне­ние формы.Низкая газопроницаемость и плохая вентиляция формы. Повышенное содержание глины.Повышенное объемное расширение материала формы при нагреве.Низкая деформационная способ­ность материала формы.Недостаточная скорость заливки формы.Высокая температура заливки. Высокая газотворность формы.	Обеспечение качественного изготов­ления формы.Обеспечение равномерного уплотне­ния на заданном технологическом уровне.Повышение газопроницаемости и вентиляции формы. Снижение содержания глины за счет применения бентонитов. Снижение объемного расширения ма­териала формы за счет замены свеже­го песка отработанной формовочной смесью.Увеличение деформационной способ­ности путем применения песков с рассредоточенной зерновой основой. Увеличение площади питателейСнижение температуры заливки. Снижение органических добавок и влаги в смеси.Применение рифления поверхности формы.
Спай	Наличие на отливке сквозных или поверх­ностных углублений с закругленными края­ми, образованных не­полностью слившимися потоками рас­плава.	Недостаточная температура заливки. Недостаточная жидкотекучесть сплава.Недостаточная скорость заливки формыНеправильный подвод расплава к полости формы.Прерывистая заливка.Низкая газопроницаемость и плохаявентиляция формы.	Повышение температуры заливки. Повышение жидкотекучести путем корректировки химического состава сплава.Увеличение площади питателей.Рассредоточить подвод расплава, приблизить места подвода к тонким стенкам отливки.Обеспечить непрерывность заливки. Повышение газопроницаемости и обеспечение свободного выхода газов из всех участков полости формы при заливке
Усадочные раковины	Открытые или за­крытые пустоты с сильно шероховатой поверхностью со слешами дендритной структуры, с гру­бо кристаллическим строением	Нарушение условий направлен­ного затвердевания.Недостаточный объем металла в прибыли и недостаточная высота прибыли.Неправильная установка прибы­лей.Высокая температура заливки. Неправильный подвод металла.Низкая скорость заливки при подводе металла снизу.	Корректировка конструкции детали, применение напусков, внутренних и на­ружных холодильников. Изменение размеров и конструкции при­былей.Правильный выбор мест установки при­былей.Снижение температуры заливки. Применение подвода металла под при­быль, в толстостенные части отливки. Повышение скорости заливки.
Горячие трещины	Разрывы или надры­вы в теле отливки с окисленной поверх­ностью и характер­ным кристаллитным изломом	Нетехнологичная конструкция отливки.Недостаточная податливость стержней.	Улучшение конструкции отливки, обес­печение плавных переходов стенок, ра­диусов скруглений, галтелей и т.п. Увеличение податливости стержней за, счет применения пустотелых стержней, добавки в стержневую смесь древесных опилок, связующих, обеспечивающих снижение прочности стержней в нагре­том состоянии.
Холоднее трещины	Прямолинейные и извилистые разры­вы или надрывы с чистой поверхностью и внутрикристаллическим изло­мом	Нетехнологичная конструкция отливки. Высокая температура заливки. Неправильный подвод металла. Плохая податливость форм и стержней	Улучшение конструкции отливки, обес­печение минимальных перепадов толщин стенок, увеличение конусности и укло­нов поверхностей и т.п. Снижение температуры заливки Обеспечение рассредоточенного подвода метала в наиболее тонкие части отливки. Повышение податливости форм и стерж­ней.
Объемный газовыераковины	Несплошности в объеме отливки сферической или округлой формы с блестящей поверх­ностью чаще сине­ватого оттенка	Высокое содержание газов в ме­тале.Пониженная газопроницаемость формы.Повышенная газотворность формы. Недостаточная вентиляция форм и стержней.Высокая скорость заливки форм. Низкая температура заливки Недостаточная просушка форм и стержней.Некачественная окраска форм и стержней.Повышенная влажность формо­вочной смеси.	Применение менее окисленной шихты, качественное раскисление и рафиниро­вание металла.Изменение состава формовочных смесей.Изменение состава формовочных смесей. Улучшение вентиляции форм и стержней.Уменьшение площади сечения питателей. Увеличение температуры заливки. Соблюдение технологии сушки.Соблюдение технологии окраски.Снижение влажности формовочной смеси.
Поверхно­стные газо­вые ракови­ны	Несплошности в подкорковом по­верхностном слое отливки, имеющие вид взрывных камер	Проникновение газов из формы в расплав через затвердевшую кор­ку в момент удаления конститу­ционной влаги из каолиновой глины.Высокая температура заливки. Низкая скорость затвердевания отливки	Снижение содержания глины за счет применения бентонитовых глин.Снижение температуры заливки. Применение более теплопроводных ма­териалов в облицовочной смеси.