О производстве литья

В данной статье описаны дефекты литья, входящие в основные причины дефектов литья.

Дефекты литья-газовые раковины

Это небольшие пустоты с гладкими стенками, которые могут располагаться как внутри, так и на поверхности отливки. Они могут быть единичными или множественными. Если газы выделяются из металла, такие раковины образуются внутри. Когда «газит» форма или она плохо пропускает воздух, дефекты проявляются на поверхности.

Чтобы избежать появления газовых раковин, нужно проверить:

• форму и стержни на образование газа и проницаемость;
• систему вентиляции формы;
• уровень влажности формовочной смеси;
• содержание азота и водорода в связующем;
• улавливаются ли газы при заливке;
• температуру и скорость заливки;
• параметры плавки металла, включая температуру и примеси.

Засоры

Дефекты литья засоры — это посторонние включения твёрдых частиц, которые могут находиться как на поверхности, так и внутри детали. Чаще всего это песчаные включения, которые попадают в металл при разрушении формы или литниковой системы под воздействием расплава. Причиной может стать неаккуратное обращение с формой или её длительное ожидание заливки. Также засоры возникают при высокой осыпаемости песчано-глинистой смеси. Чтобы предотвратить дефект, важно наладить технологический процесс и контролировать свойства смеси в лаборатории.

Засоры могут также возникать из-за попадания шлака в расплав при небрежной заливке или большого количества окалины. Решить проблему поможет улучшение порядка на плавильном участке и установка фильтров.

Пригар

Этот дефект проявляется в виде остатков формовочной смеси, прочно «сросшихся» с поверхностью отливки. Причины пригара:

• Механический пригар: смесь проникает в крупные поры формы и цементируется металлом.
• Химический пригар: результат химической реакции между расплавом и материалом формы.
• Термический пригар: при воздействии высоких температур металл плавит легкоплавкие компоненты смеси, и они припаиваются к отливке.

Чаще всего встречается комбинированный химико-механический пригар. Для предотвращения пригара в песчано-глинистую смесь добавляют уголь, мазут или специальные противопригарные композиции. Также применяются противопригарные покрытия и краски.

Основные меры профилактики:

• контроль температуры и скорости заливки;
• проверка плотности формы и состава смеси;
• улучшение качества очистки отливок.

Усадочные раковины

Эти дефекты проявляются как снаружи, так и внутри отливки, при этом их поверхность более шероховатая, чем у газовых раковин. Усадочные поры появляются при затвердевании металла, когда из жидкой фазы он переходит в твёрдую.

Причины:

• плохая конструкция литниковой системы, из-за чего отливка недостаточно питательна;
• неподходящий литейный сплав.

Для решения проблемы нужно доработать технологию или выбрать другой сплав с меньшим диапазоном кристаллизации. Также ускорение кристаллизации можно достичь подбором других формовочных материалов.

Холодные и горячие трещины

Эти дефекты представляют собой разрывы в металле и различаются в зависимости от температуры образования.

• Горячие трещины: возникают при высоких температурах и характеризуются неровной поверхностью с окисленными (чёрными) стенками. Причина — слишком сильное усадочное напряжение при кристаллизации. Чтобы снизить риск появления горячих трещин, нужно использовать более податливые формы и контролировать свойства смеси в лаборатории.
• Холодные трещины: образуются при температуре ниже 700°C. Их поверхность обычно светлая, иногда с побежалым оттенком. Такие трещины возникают из-за неравномерного охлаждения и изменений в структуре металла. Для устранения дефекта важно контролировать жёсткость конструкции и обеспечить равномерное охлаждение.

Таким образом, для предотвращения трещин необходимо уделить внимание свойствам металла и оптимизировать процессы охлаждения и кристаллизации

Кроме того, при работе с трещинами важно обращать внимание на конструкцию литейной формы и саму деталь. Для предотвращения горячих трещин можно изменять состав смеси, делая её более пластичной в критические моменты, а для холодных трещин — следить за температурными режимами и равномерным охлаждением.

Общие рекомендации уменьшающие дефекты литья

• Контроль технологических процессов. Это включает в себя тщательный мониторинг всех параметров плавки и заливки, начиная с температурного режима и заканчивая скоростью заливки. Также важно проверять состав и состояние формовочной смеси.
• Качество формы. Необходимо регулярно проверять формы на газопроницаемость, прочность и правильность сборки. Малейшие ошибки могут привести к образованию газовых раковин или засоров.
• Использование фильтров. Для предотвращения попадания в расплав шлака или твёрдых включений можно использовать специальные фильтры, которые задерживают загрязнения.
• Лабораторный контроль. Постоянная проверка всех материалов и компонентов процесса в лаборатории помогает вовремя выявлять и устранять возможные проблемы с качеством отливок.
• Применение противопригарных средств. Использование специальных добавок и покрытий, препятствующих образованию пригара, помогает значительно улучшить качество поверхности отливки.

Следуя этим рекомендациям, можно не только уменьшить количество дефектов, но и повысить качество и надёжность литых изделий.