Усадочные раковины – сравнительно крупные полости, расположенные в местах отливки, затвердевающих последними.

Усадочная пористость – скопление пустот, образовавшихся в отливке в обширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали последними без доступа к ним расплавленного металла.

Получить отливки  без усадочных раковин и пористости возможно за счет непрерывного подвода  расплавленного металла в процессе кристаллизации вплоть до полного затвердевания.

Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в твердое при температуре близкой к температуре солидуса. Горячие трещины проходят по границам кристаллов и имеют окисленную поверхность. Склонность сплавов к образованию горячих трещин увеличивается при наличии неметаллических включений, газов (водорода, кислорода), серы и других примесей.

Холодные  трещины возникают в области упругих деформаций, когда сплав полностью затвердел. Тонкие части отливки охлаждаются и сокращаются быстрее, чем толстые. В результате в отливке образуются напряжения, которые и вызывают появление трещин. Холодные трещины чаще всего образуются в тонкостенных отливках сложной конфигурации и тем больше, чем выше упругие свойства сплава, чем значительнее его усадка при пониженных температурах и чем ниже его теплопроводность.

Коробление  — изменение формы и размеров отливки под влиянием внутренних напряжений, возникающих при охлаждении.  
 
 

ЦЕНТРОБЕЖНОЕ ЛИТЬЕ

  При центробежном литье жидкий металл заливается во вращающуюся  форму,  в

которой под  воздействием  центробежной  силы  распределяется  по  внутренней

поверхности и  затвердевает. Центробежным литьем отливки  изготовляют в металлических, песчаных, оболочковых формах и в формах для литья по выплавляемы моделям на центробежных машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения.Величина центробежной  силы,  которая  действует на металл при вращении формы, центробежная сила прямо пропорциональна массе вращающегося расстоянию  от  оси  вращения  и  квадрату  числа 

 Вращение  формы  может производиться вокруг  вертикальной  горизонтальной  или  наклонной  оси  и, таким образом,  применяется  также  при  отливке  фасонных  Деталей,  телами вращения.  В  этом  случае  ось  вращения   падать  с геометрической   осью отливаемых деталей  формами для отливки деталей,  располагаются  симметрично по периферии  вращающейся  планшайбы,  а  заливка  производится  при  помощи радиальных или тангенциальных питателей,  литейным  каналом. 

  Способом  центробежного литья с вертикальной  осью вращения отливают детали небольшой длины: венцы червячных шестерен, бандажи и др.  На центробежных машинах с  горизонтальной  осью  вращения  отливают  детали  большой длины: чугунные  водопроводные,  канализационные  трубы,  стальные  стволы  орудий,гильзы цилиндров двигателей, втулки и др.

  При  центробежном  литье  применяют  металлические   формы  (изложницы)  и земляные формы.

       При заливке в  металлические   формы  чугунные  отливки  получаются  с поверхностным отделом  на  некоторую  глубину  и  поэтому  они  подвергаются последующему отжигу. Их нагревают  до  температуры  850—   950°  и  медленно охлаждают до 300—350е. При заливке земляные  формы  отливки  получаются  без отдела и не требуют отжига

При получении  чугунных водопроводных труб на машинах  с гс ризонтальной осью вращения  изложницу устанавливают на опорные ролики  и закрывают кожухом . Изложница приводится во вращение электродвигателем . 
Расплавленный чугун из ковша заливают через жело, который в процессе заливки чугуна перемещается в направлении, показанном стрелкой, что обеспечивает получение равностенной отливки . Для образования рас труба трубы используют либо песчаный, либо оболочковый стержень . После затвердевания залитого чугуна трубу извлекают из изложницы. На этих машинах изготовляют втулки, кольца и т. п. 
При получении отливок на машинах с вращением формы вокруг вертикальной оси расплавленный металл из разливочного ковша 4 заливают в литейную форму , укрепленную на шпинделе , который вращается от электродвигателя. Расплавленный металл центробежными силами прижимается к боковой стенке изложницы. Литейная форма вращается до полного затвердевания. После остановки формы отливка извлекается. На этих машинах изготовляют кольца большого диаметра высотой не более 500 мм. 
На рис. , в показана схема процесса литья сложных тонкостенных рабочих колес на машинах с вертикальной осью вращения. Здесь , 6половины кокиля; 
стержень, который формирует канал рабочего колеса и его лопасти; стол машиныстержень, воспринимающий удар струи заливаемого металла;  
— шпиндель центробежной машины. Частота вращения изложницы при центробежном литье составляет 150—1200 об/мин. Изложницы перед заливкой нагревают до температуры 150—200 °С. Температуру заливки сплавов назначают на 100—150 °С выше температуры ликвидуса. 
Преимущества центробежного литья — получение внутренних полостей трубных заготовок без применения стержней; большая экономия сплава за счет отсутствия литниковой системы; возможность получения двухслойных заготовок, что достигается поочередной заливкой в форму различных сплавов (сталь и чугун, чугун и бронза и т. д.) 
 
 

ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

ЗАДАЧИ  ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Основные задачи технического контроля: выявление причин отклонения качества отливок от заданного и нарушений технологического процесса, разработка мероприятий по повышению качества продукции; установление соответствия режимов и последовательности выполнения технологических операций, предусмотренных технической документацией; установление соответствия качества материалов, требуемых для производства отливок и т. д.

   Контроль  отливок прежде всего осуществляют визуально для выявления брака или отливок, подлежащих исправлению. Правильность конфигурации и размеров проверяют разметкой, плотность металла отливки — гидравлическими испытаниями под давлением воды до 200 МПа. Внутренние дефекты выявляют в специализированных лабораториях. Технический контроль возложен на отдел технического контроля завода.

   Тщательному контролю подвергают литейную оснастку (модели, модельные

плиты и др.) и  весь технологический процесс на всех этапах производства отливок (контроль свойств формовочных и стержневых смесей, уплотнения в форме, качества стержней и правильности их установки, химического состава и технологических свойств сплава, температуры заливки и т. д.).

ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК  И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

        Дефекты отливок по внешним признакам  подразделяют на наружные (песчаные раковины, перекос, недолив и др.); внутренние (усадочные и газовые раковины, трещины горячие и холодные и др.).

   Песчаные раковины — открытые или закрытые пустоты в теле отливки, которые возникают из-за низкой прочности формы и стержней, слабого уплотнения формы, недостаточного крепления выступающих частей формы и прочих причин.

  Перекос—смещение одной части отливки относительно другой, возникающий в результате небрежной сборки формы, износа центрирующих штырей, несоответствия знаковых частей стержня на модели и в стержневом ящике, неправильной

•установки  стержня в форму и других причин.

    Недолив — некоторые части отливки остаются незаполненными в связи с низкой температурой заливки, недостаточной жидкотекучестью, недостаточным сечением элементов литниковой системы, неправильной конструкцией отливки (например, малая толщина стенки отливки) и др.

   Усадочные раковины — открытые или закрытые пустоты в теле отливки с шероховатой поверхностью и грубокристаллическим строением. Эти дефекты возникают при недостаточном питании массивных узлов, нетехнологичной конструкции отливки, неправильной установке прибылей, заливке перегретым металлом.

Газовые раковины — открытые или закрытые пустоты в теле отливки с чистой и гладкой поверхностью, которые возникают из-за недостаточной газопроницаемости формы и стержней, повышенной влажности формовочных смесей и стержней, насыщенности расплавленного металла газами и др.

  Трещины горячие и холодные — разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы и прибылей, неправильной конструкции отливки, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней и др.

МЕТОДЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ  ОТЛИВОК

Наружные дефекты  отливок обнаруживаются внешним  осмотром непосредственно после извлечения отливок из формы или после их очистки.

 Внутренние  дефекты отливок выявляются радиографическими  или ультразвуковыми методами дефектоскопии.

   При использовании  радиографических методов (рентгеноскопии, гамма-дефектоскопии) на отливки  воздействуют рентгеновским или гамма-излучением. С помощью этих методов выявляют наличие дефекта, размеры и глубину его залегания.

   При ультразвуковом  контроле ультразвуковая волна,  проходящая через стенку

отливки, при  встрече с границей дефекта (трещиной, раковиной и др.) частично и отражается. По интенсивности отражения волны судят о наличии, размерах и глубине залегания дефектов.    Трещины в отливках выявляют люминесцентным контролем, магнитной или цветной дефектоскопией.

МЕТОДЫ  ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ОТЛИВКАХ

        Незначительные дефекты в ответственных местах отливок исправляют заделкой замазками или мастиками, пропиткой различными составами, газовой или электрической сваркой

  Заделка дефектов замазками или мастиками  — декоративное исправление мелких поверхностных раковин на отливках. Перед заполнением мастикой дефектные места очищают от грязи и обезжиривают. После заполнения раковин мастикой исправленное место заглаживают, подсушивают и затирают пемзой или графитом.

  Пропитывание  составами применяют для устранения пористости отливок. С этой целью их погружают на 8—12 ч в водный раствор хлористого аммония. Проникая в промежутки между кристаллами металла, раствор образует оксиды, заполняющие поры отливок. Для устранения течи отливки из цветных сплавов пропитывают бакелитовым лаком.

  Газовую и электрическую сварку применяют  для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, сквозные отверстия, трещины). Дефекты в чугунных отливках заваривают с использованием чугунных электродов и присадочных прутков, в стальных отливках — электродами соответствующего состава. Чугунные отливки перед заваркой нагревают до температуры 350—600 °С, а после заварки их медленно охлаждают до температуры окружающей среды. Для лучшей обрабатываемости отливки подвергают отжигу.