Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Отливка — изделие или заготовка, полученная заполнением литейной формы расплавленным металлом с последующим его затвердеванием. Дефекты отливок возникают на разных стадиях производства и напрямую влияют на эксплуатационную надёжность деталей. Понимание классификации дефектов, их причин и методов контроля — обязательная компетенция технолога и специалиста ОТК литейного производства.
Отливка — результат литейного процесса, при котором расплав заполняет полость литейной формы и, затвердевая, принимает её конфигурацию. В общем машиностроении литые заготовки составляют около 40–50% массы деталей машин и механизмов, а в станкостроении этот показатель достигает 80%. Из отливок изготавливают корпусные детали, станины, блоки цилиндров, колёса, трубопроводную арматуру и многие другие ответственные элементы конструкций.
Преимущество литья перед другими методами формообразования — возможность получения деталей сложной формы за одну операцию, с минимальным расходом металла на стружку. Однако многостадийность технологического процесса обусловливает разнообразие дефектов: они могут возникать на любом этапе — от подготовки шихты до финишного контроля. По определению ГОСТ 15467-79, дефект — каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.
Основные нормативные документы, регулирующие качество отливок в России: ГОСТ Р 53464-2009 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку» и ГОСТ 19200-80 «Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов». Терминология, установленная ГОСТ 19200-80, обязательна для применения в документации всех видов.
Действующий ГОСТ Р 53464-2009 устанавливает 22 класса размерной точности отливок — от 1 (наивысшая) до 22 (наименьшая). Класс выбирается в зависимости от способа литья, материала сплава и наибольшего габаритного размера отливки. Точность отливки в целом характеризуется четырьмя параметрами: классом размерной точности, степенью коробления, степенью точности поверхностей и классом точности массы.
На чертеже отливки все четыре параметра указываются единой записью в технических требованиях. Пример обозначения: «Точность отливки 8–5–4–7 см 0,8 ГОСТ Р 53464-2009» — здесь 8-й класс размерной точности, 5-я степень коробления, 4-я степень точности поверхностей, 7-й класс точности массы и допуск смещения 0,8 мм. Ненормируемые показатели в записи заменяются нулями.
ГОСТ 19200-80 устанавливает пять групп дефектов отливок из чугуна и стали, охватывающих в совокупности 50 разновидностей. Каждому дефекту присвоен стандартизованный термин; применение синонимов-недопустимых вариантов в технической документации запрещено.
По степени обнаруживаемости дефекты делятся на явные (выявляются при визуальном осмотре или инструментальном контроле) и скрытые (обнаруживаются только при дополнительных методах дефектоскопии, механической обработке или в процессе эксплуатации). Скрытые дефекты особенно опасны: если они проявляются в условиях эксплуатации, это может привести к аварийной ситуации.
Недолив — неполное образование отливки вследствие незаполнения полости формы металлом. Возникает при недостаточной жидкотекучести расплава (низкой температуре заливки), малом объёме металла в ковше или утечке через разъём формы. Располагается преимущественно в тонкостенных, удалённых от питателя участках.
Перекос — смещение одной части отливки относительно другой по плоскости разъёма формы. Причины: неточная сборка полуформ, износ центрирующих штырей, деформация опок. Разностенность возникает при смещении, деформации или всплывании стержня — стенки отливки приобретают неравномерную толщину.
Залив — металлический прилив по линии разъёма или по контуру знаков стержней. Образуется при недостаточном уплотнении формовочной смеси, недостаточной нагрузке на опоку или деформации формы при заливке. Большие заливы затрудняют очистку отливок, а при их удалении возможно образование трещин.
Пригар — трудно отделяемый специфический слой на поверхности отливки, образовавшийся вследствие физико-химического взаимодействия расплава с формовочной смесью. Различают механический пригар (затекание металла в поры смеси) и химический пригар (образование силикатных соединений на границе раздела металл-форма). Устраняется дробемётной очисткой или химическим травлением.
Спай (в терминологии ГОСТ 19200-80 — недопустимый синоним «неспай», «холодный затвор») — несплошность с закруглёнными краями, образовавшаяся при встрече двух потоков охлаждённого металла, которые не слились полностью. Характерен для тонкостенных протяжённых отливок при низкой температуре заливки или большом расстоянии между питателями.
Усадочная раковина — открытая или закрытая полость в теле отливки, образовавшаяся вследствие объёмной усадки металла при затвердевании. Концентрируется в тепловых узлах — массивных сечениях, затвердевающих последними. Предотвращается правильным расположением прибылей и применением наружных или внутренних холодильников.
Газовая раковина — полость округлой формы с гладкими блестящими стенками, возникшая из-за выделения растворённых газов при затвердевании. Причины: повышенная газонасыщенность расплава, недостаточная газопроницаемость формы, чрезмерная влажность формовочной или стержневой смеси.
Горячая трещина — разрыв металла в интервале кристаллизации, когда затвердевающий каркас не выдерживает усадочных напряжений. Поверхность излома окислена, имеет тёмный цвет. Характерна для сплавов с широким интервалом затвердевания (высоколегированные стали, некоторые алюминиевые сплавы). Холодная трещина образуется при более низких температурах — в результате остаточных термических напряжений после затвердевания; поверхность излома чистая, блестящая.
Засор — полость или слой на поверхности отливки, заполненные формовочной или стержневой смесью, захваченной потоком металла при разрушении формы в процессе заливки. Шлаковое включение — несплошность, заполненная шлаком, попавшим в полость формы из ковша при неудовлетворительной работе литниковой системы или её неправильном конструировании.
Первичный контроль каждой отливки проводится визуально — выявляются поверхностные дефекты геометрии и нарушения целостности поверхности. Геометрические параметры проверяются разметкой по плите с применением универсального измерительного инструмента, шаблонов, калибров и координатно-измерительных машин в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53464-2009. Шероховатость поверхности оценивается сравнением с образцовыми компараторами.
Метод НК для конкретной отливки выбирается исходя из требований конструкторской документации, категории ответственности детали и типа ожидаемых дефектов. Для ответственных и особо ответственных отливок (трубопроводная арматура, детали подъёмных механизмов, автомобильные тормозные компоненты) применяют сочетание нескольких методов НК согласно ГОСТ 977-88 «Отливки стальные. Общие технические условия».
Механические испытания (растяжение, твёрдость по Бринеллю или Роквеллу, ударная вязкость) проводятся на образцах, вырезаемых из пробных отливок или специальных технологических приливов. Металлографический анализ позволяет оценить структуру металла — форму графита в чугуне согласно ГОСТ 3443-87, размер зерна в стали — и выявить несплошности, не фиксируемые другими методами. Химический анализ состава отливки выполняется методами оптической эмиссионной спектроскопии.
Отливка как изделие объединяет в себе результаты всей технологической цепочки — от подготовки шихты до финишного контроля. Дефекты литья системно классифицированы ГОСТ 19200-80 в пять групп, что позволяет однозначно идентифицировать любое несоответствие в технической документации. Точность размеров и масса отливки нормируются ГОСТ Р 53464-2009, устанавливающим 22 класса размерной точности. Выбор метода неразрушающего контроля — радиографического, ультразвукового, магнитопорошкового (ГОСТ 21105-87) или капиллярного (ГОСТ 18442-80) — определяется материалом отливки, конструкцией детали и требованиями её эксплуатации. Знание видов и причин дефектов позволяет технологу своевременно корректировать процесс и снижать уровень брака до нормируемых показателей.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.