В результате заливки форм металлом неизбежно возникают дефекты поверхности на отливках. Отливки, имеющие дефекты, отделяют от годных. Брак объясняется сложностью и продолжительностью технологического процесса изготовления отливок. В хорошо организованном производстве с целью предупреждения брака организуется не только контроль отливок, но и контроль исходных материалов литейных форм.
Для успешной борьбы с браком нужно хорошо знать причины возникновения и способы предупреждения образования дефектов. Рассмотрим несколько основных видов дефектов, наиболее часто встречающихся в отливках художественных изделий.
Газовые раковины — дефекты в виде полостей, образованных выделившимися из металла или внедрившимися в металл газами.
Причины образования газовых раковин:
1) слишком высокая степень уплотнения кусков и самой формы, уменьшившая ее газопроницаемость
2) недостаточная газопроницаемость или чрезмерная влажность формовочной смеси при заливке в сырую форму
3) недостаточная просушка форм и стержней
4) неправильное положение пустотелого каркаса стержня, в результате чего при заливке формы в него попадает жидкий металл и преграждает путь выходящему газу
5) плохая вентиляция толстостенных форм
6) отсутствие выпоров в формах для массивных отливок.
Усадочные раковины образуются в виде пустот в толстостенных сечениях отливки или утяжки на поверхности.
Причины образования усадочных раковин:
1)неравномерное охлаждение металла в форме
2) неправильное расположение питателей в форме
3) высокая температура заливаемого металла
4) отсутствие в форме прибылей.
Шлаковые и песчаные раковины образуются на поверхности отливки в виде отдельных включений частиц шлака или формовочной смеси.
Причины образования шлаковых и песчаных раковин:
1) плохая очистка от шлака поверхности металла в ковше перед заливкой, загрязнение шлаком ковша
2) неправильная конструкция литниковой системы в форме
3) размыв формы или плохая очистка ее перед сборкой
4) засор полости формы.
Спай чаще всего образуется в тонкостенных, имеющих большую поверхность, отливках. Спай в виде полоски, а иногда и сквозной щели образуется на поверхности отливки, когда струи металла, текущие в разных частях формы, не сливаются друг с другом.
Причины образования спая:
1) тонкие питатели, не успевающие подавать металл в полость формы в нужном количестве. Металл остывает в ее отдельных частях, на его поверхности образуются пленки, мешающие соединению поступающего металла из разных питателей
2) холодная форма (без подкапчивания), когда поступающий в полость формы металл быстро остывает, теряя нужную текучесть
3) заливка формы через два питателя, если они расположены слишком далеко друг от друга.
Лишняя масса отливок. Масса отливок получается больше расчетной, а ее размеры больше нормальных. Толщину стенок обычных отливок легко измерить, в отливках же художественных изделий измерить ее трудно или вообще невозможно. Поэтому о толщине стенки судят по массе отливки. Увеличенная масса свидетельствует об увеличении толщины стенок отливки.
Причины образования лишней массы отливки:
1) слабое уплотнение смеси. Металл, залитый в такую форму, деформирует ее слабые стенки, увеличивая размеры полости
2) чрезмерное расталкивание модели перед извлечением ее из формы
3) неправильная подрезка тела стержня при изготовлении его в полости формы для отливок статуэток, бюстов и подобных им изделий с глухой полостью. Чем больше подрезка, тем больше тело отливки и больше ее масса.
Повышенная твердость поверхности, которая затрудняет дальнейшую обработку отливки и требует дополнительных расходов на отжиг.
Причины образования повышенной твердости отливки:
1) несоответствие химического состава чугуна расчетному
2) повышенная влажность формы, что вызывает быстрое охлаждение металла и отбеливание поверхности чугунной отливки
3) преждевременная выбивка отливки из формы, быстрое охлаждение ее на воздухе
4) уменьшение толщины стенки отливки при перекосе стержня или сборке формы.
Шероховатость поверхности тонкостенных художественных отливок считается неисправимым браком. Основными причинами шероховатости, нарушающей сложный рисунок поверхности отливки, являются пригар и крупнозернистость смеси. Восстановление сложной поверхности такой отливки часто обходится дороже, чем повторная отливка изделия.
Причины образования пригара:
1) отсутствие необходимого слоя припыла на поверхности стенок полости формы
2) плохое качество облицовочной смеси
3) плохое подкапчивание формы перед заливкой или отсутствие его
4) плохая просушка формы и ее частей.
Перекос — сдвиг отдельных частей отливки относительно друг друга.
Причины образования перекоса:
1) износ шипов разъемной модели или штырей опоки, неправильная сборка формы, плохое крепление кусков, которые могут сдвигаться в форме при ее переносе и сборке
2) неправильное расположение моделей на плитах.
Разностенность отливки появляется при неправильной установке стержня в форме, слабом уплотнении формы, в том числе ее знаков, неправильном креплении больших и длинных стержней, неправильной сборке форм.
Холодные трещины чаще всего возникают в результате неосторожной выбивки отливок из форм и неправильном их транспортировании. Кроме того, разбить отливку можно в процессе обрубки и очистки. К холодным часто ошибочно относят и горячие трещины, образующиеся в отливке при ее затвердевании в форме.
Горячие трещины наиболее часто встречаются на отливках из цветных сплавов и стали.
Причины образования горячих трещин:
1) неудачная конструкция изделия — наличие резких переходов в сечении
2) плохая податливость стержня или частей кусковой формы
3) неравномерное охлаждение частей отливки.
Горячие трещины отличают от холодных по более темной окисленной поверхности излома стенки.
Недолив - неполное образование отливки вследствие незаполнения полости литейной формы металлом при заливке.
Причины образования недолива:
- недостаточное количество металла в ковше.
- сопротивление воздуха в полости формы из-за малой ее газопроницаемости и отсутствие газоотводов.
Пригар – трудноотделимый слой на поверхности отливки.
Причина – перегрев заливаемого металла.
Нарост – выступ произвольной формы, образовавшийся из-за загрязнения формовочными материалами металла.
Причина – местное разрушение формы из-за ее малой прочности.
Вскип – скопление раковин и наростов в отдельных частях отливки.
Причина – переувлажнение литейной формы или высокая газотворность стержня.
Включения – инородные металлические или неметаллические включения, имеющие поверхность раздела с отливкой.
Причины образования включений:
- неаккуратная с брызгами заливка металла
- нерастворившиеся модификаторы и легирующие элементы в металле.
Отбел – трудно поддающиеся механической обработке хрупкие места в различных частях отливки из серого чугуна.
Причины образования включений:
- несоответствие химического состава металла
- заливка холодным металлом
- повышенная влажность форм
- малая толщина отливки.