Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Дефекты литья представляют собой различные несплошности, включения и отклонения от заданной геометрии, которые возникают в отливках в процессе их изготовления. Своевременное выявление и классификация дефектов литья имеет критическое значение для обеспечения качества и безопасности металлических изделий. Современные методы неразрушающего контроля позволяют обнаруживать дефекты размером от долей миллиметра, что существенно повышает надежность литых деталей.
Согласно статистическим данным литейного производства, брак отливок составляет от 5 до 20% от общей массы выпускаемой продукции. Наиболее распространенными дефектами являются раковины различного происхождения (35-40% от общего количества), трещины (20-25%), неметаллические включения (15-20%) и геометрические отклонения (10-15%). Применение современных методов контроля позволяет снизить количество брака до 2-5%.
Дефекты литья классифицируются по нескольким основным признакам. По месту расположения различают поверхностные и внутренние дефекты. По происхождению дефекты подразделяются на технологические, связанные с нарушением процесса литья, и конструктивные, обусловленные особенностями конструкции отливки.
Согласно действующим стандартам, дефекты литья подразделяются на следующие основные группы: несплошности (трещины, раковины, поры), включения (шлаковые, песчаные, оксидные), отклонения геометрии (коробление, смещения), поверхностные дефекты (пригар, заливы, утяжины) и изменения структуры металла.
Поверхностные дефекты являются наиболее легко обнаруживаемой категорией дефектов литья, поскольку они доступны для визуального контроля. Основными видами поверхностных дефектов являются трещины, пригар, заливы, утяжины, наросты и плены.
Поверхностные трещины представляют собой разрывы металла, выходящие на поверхность отливки. Горячие трещины образуются при высоких температурах в процессе кристаллизации и имеют окисленную поверхность темного цвета. Холодные трещины возникают после полного затвердевания металла вследствие термических напряжений.
Пригар представляет собой слой спекшейся формовочной смеси, прочно соединенный с поверхностью отливки. Заливы возникают при проникновении жидкого металла в зазоры между частями литейной формы. Эти дефекты влияют главным образом на геометрическую точность отливки и качество поверхности.
Внутренние дефекты представляют наибольшую опасность, поскольку они не видны при внешнем осмотре и могут быть обнаружены только методами неразрушающего контроля. К внутренним дефектам относятся усадочные и газовые раковины, внутренние трещины, неметаллические включения и ликвационные зоны.
Усадочные раковины образуются вследствие объемной усадки металла при затвердевании. Они имеют неправильную форму с шероховатой внутренней поверхностью. Размеры усадочных раковин могут достигать 10-15% от объема отливки. Наиболее эффективными методами их обнаружения являются ультразвуковой и радиографический контроль.
Газовые раковины представляют собой полости сферической или близкой к ней формы, образующиеся вследствие выделения газов из жидкого металла. Причинами их образования являются избыточная влажность формовочной смеси, недостаточная вентиляция форм, газонасыщенность металла.
Современные методы неразрушающего контроля обеспечивают высокую эффективность выявления дефектов литья без повреждения изделий. Основными методами являются ультразвуковой, радиографический, магнитопорошковый, капиллярный и визуальный контроль.
Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн распространяться в твердых телах и отражаться от границ раздела сред с различными акустическими свойствами. Метод позволяет обнаруживать внутренние дефекты на глубине от 2 мм до нескольких метров.
Ультразвуковой дефектоскоп генерирует короткие импульсы ультразвуковых колебаний частотой 0,5-25 МГц. Импульсы через преобразователь вводятся в контролируемое изделие и распространяются до встречи с дефектом или донной поверхности. Отраженные сигналы принимаются тем же или другим преобразователем и анализируются электронным блоком.
При контроле литых изделий необходимо учитывать структурные особенности материала. В чугуне с пластинчатым графитом ультразвук сильно затухает, что ограничивает глубину контроля до 100-150 мм. Для чугуна с шаровидным графитом эти ограничения менее критичны.
Рентгенографический контроль основан на различной способности материалов поглощать рентгеновское или гамма-излучение. Метод обеспечивает высокую чувствительность выявления внутренних дефектов и возможность их документирования на рентгенограммах.
Контролируемое изделие размещается между источником излучения и детектором (рентгеновская пленка или цифровой детектор). Дефекты в виде полостей поглощают излучение слабее, чем основной металл, что приводит к появлению более темных участков на рентгенограмме.
Радиографический контроль обеспечивает высокую достоверность результатов и возможность документирования. Основными ограничениями являются радиационная опасность, высокая стоимость оборудования и ограничения по толщине контролируемых изделий (до 100 мм для стали).
Магнитопорошковый контроль предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в ферромагнитных материалах. Метод основан на образовании полей рассеяния магнитного потока в местах нарушения сплошности материала. Технология регламентируется серией стандартов ГОСТ Р ИСО 9934.
С 2016 года в России действует обновленная нормативная база для магнитопорошкового контроля. Основные стандарты: ГОСТ Р ИСО 9934-1-2011 устанавливает основные требования, ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011 регламентирует дефектоскопические материалы, ГОСТ ISO 17638-2018 специально для сварных соединений.
Контролируемое изделие намагничивается постоянным или переменным магнитным полем. На поверхность наносится магнитный порошок или суспензия. В местах дефектов частицы порошка образуют характерные скопления, называемые магнитными отпечатками.
Предупреждение дефектов литья достигается комплексом технологических мероприятий, включающих правильную подготовку шихтовых материалов, оптимизацию состава формовочных смесей, рациональное проектирование литниковых систем и соблюдение температурных режимов заливки.
Для предотвращения газовых дефектов необходимо снижение влажности формовочных смесей до 3-4%, обеспечение достаточной газопроницаемости форм и стержней, дегазация жидкого металла. Усадочные дефекты предотвращаются правильным расположением прибылей, применением экзотермических смесей и направленным затвердеванием.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.