Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Внутри чугунной отливки во время литья

Внутри чугунной отливки во время литья

В свою очередь, этот фактор рассматривается в качестве составляющего элемента наиболее общего (или комплексного) показателя деятельности промышленности, который принято называть ресурсоэффективностью.

Современное тяжёлое состояние литейного производства заставляет руководителей и специалистов, озабоченных качеством продукции машиностроительных и литейно-механических предприятий, искать пути повышения качества продукции и снижения производственных издержек, в частности, за счёт существенного снижения брака.

Дефекты в виде пористости структуры деталей (отливок, штамповок) требуют применения особых технологических приёмов и материалов для их ликвидации.

В первом случае детали подлежат восстановлению с использованием эпоксидных композиций и шпатлёвок, так как пустоты бывают настолько велики, что воздействуют на структурную прочность и целостность изделия.

По отдельным видам изделий брак в литье может достигать до 70%, что сказывается на увеличении себестоимости продукции, энергоёмкости, сроках исполнения заказов и качества изделий в целом.
Кроме того, значительная номенклатура материалов (малоуглеродистая сталь, бронза, латунь, титан, нержавеющая сталь, чугун, сплавы на основе алюминия, магния), требуют разработки специальных технологий и средств технологического оснащения для снижения брака применительно к каждому материалу.

Регламентированный способ устранения микропористости – односторонняя и всесторонняя пропитка бакелитовым лаком, допускаемая на отливках, работающих в морской или пресной воде, в среде нефти, масла или пара при температуре не выше 130°С.

Пропитка лаком марки ЛБС-1 по ГОСТ 901-78 выполняется в специальном автоклаве под давлением с последующей промывкой этиловым спиртом и сушкой.

Оборудование участка состоит из автоклавов, сушильных шкафов, ванн промывки пропитанных бакелитовым лаком деталей.

  1. они распространяются только на отливки, изготовленные из цветных сплавов;
  2. требуют постоянного пооперационного контроля (начиная с контроля плотности пропитывающего материала);
  3. требуют дополнительной оснастки (заглушек и т.д.) для каждого типа отливок;
  4. имеют низкую производительность и качество пропитки, значительную продолжительность и трудоёмкость операций пропитки, высокие энергетические затраты;
  5. требуют дополнительной механической обработки после пропитки для удаления плёнок и натёков лака;
  6. изделия, пропитанные бакелитовым лаком, имеют ограничения по температуре эксплуатации.

Конечную промывку перед пропиткой лучше всего выполнять в чистой тёплой воде, без каких либо дополнительных компонентов.
Сушка деталей при температуре выше 100°С обеспечивает удаление влаги не только с поверхности деталей, но и из пор.
При перемещении деталей от места сушки до участка пропитки необходимо исключить возможность конденсации влаги на поверхности, например, за счёт перепада температур при перевозке по улице в холодное время года из цеха в цех.
Участки сушки и пропитки следует размещать если не в соседних помещениях, то, по крайней мере, в одном здании с единым температурным режимом.

Выбор метода пропитки деталей зависит от применяемой смолы и требований, предъявляемых к деталям.

  • ручной для проведения пусконаладочных работ и выполнения пошагового цикла пропитки при нестандартных режимах работы;
  • автоматический (основной), в котором все операции, связанные с перемещением корзины, закрыванием – открыванием крышек, созданием сухого и мокрого вакуума, подачей и сливом пропиточного материала, выполняются по компьютерной программе.

Сравнивая используемые в настоящее время методы и материалы пропитки пористости литья в машиностроении и технологии, которые основаны на современных полимерных материалах, предлагаемых корпорацией Henkel-Loctite, можно сделать вывод о явных преимуществах последних.

  • простота обслуживания и контроля качества при полной экологической безопасности;
  • автоматизация и унификация способа пропитки для изделий из различных материалов, что положительно влияет на качество пропитки и производительность;
  • возможность передачи деталей после завершения пропитки на сборочные операции, без какой-либо дополнительной обработки;
  • возможность очистки и травления при окончательной обработке изделий;
  • возможность нанесения гальванических, лакокрасочных покрытий после операции пропитки литья;
  • высокая стойкость отвердевшего пропитывающего продукта в процессе эксплуатации к воздействию химически активных жидкостей, газов, масел и смазок, кислот и топлива;
  • возможность эксплуатации пропитанных деталей в диапазоне рабочих температур от -90°С до +250°С.
Читайте так же:
Как правильно пилить болгаркой трубы

Таким образом, применение металлических отливок и деталей, изготовленных методами, как традиционных литейных технологий, так и методом порошковой металлургии, и пропитанных современными полимерными материалами может стать новейшим инструментом проектирования и изготовления не только металлоёмких и массивных деталей, но и облегчённых и высоконадёжных деталей и узлов механизмов для различного оборудования.
Реализация этой технологии требует пересмотра технических регламентов и отраслевых стандартов, определяющих методы и материалы, которые применяются при ликвидации дефектов литья.
Кроме того, необходима отработка и внедрение современных технологий и оборудования в существующие или вновь создаваемые литейные производства.

Применение подобного аутсорсинга с использованием специализированных центров значительно облегчает машиностроительным и литейно-механическим предприятиям выполнение технологического процесса, обеспечение высокого качества продукции и достижение её конкурентоспособности.

Способы литья чугунных отливок

Различные производства используют около 15 способов литья, основные из которых:

  1. литье в песчаные формы («землю»);
  2. литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие смеси);
  3. литье в оболочковые формы;
  4. литье в кокиль (металлические защищенные формы);
  5. литье по выплавляемым моделям;
  6. литье под давлением.

Литье в песчаные формы

Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяет требованиям современной техники. Литье в песчаные формы обеспечивает невысокое качество поверхности (ниже Rz =320 мкм), низкую точность (ниже 16 квалитета), трудно автоматизируется и не обеспечивает удовлетворительные условия труда.

Поэтому быстрыми темпами развиваются специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное, под давлением, центробежное и другие, позволяющие получать отливки повышенной точности, с малой шероховатостью поверхности, минимальными припусками на механическую обработку, а иногда полностью исключающие ее, обеспечивают высокую производительность труда и т. д.

Литье в ЖСС

Для получения более высоких качественных показателей применяют литье в формы из жидких самоотвердевавщих смесей (ЖСС). Этот способ литья применяют в любом виде производства.

Способ применяют для изготовления больших корпусов приборов из чугуна и алюминиевых сплавов с толщиной стенки 4…6 мм, точностью 14…16 квалитета, шероховатостью поверхности Rz =80…40 мкм.

Процесс можно легко механизировать в автоматизировать.

Литье в оболочковые формы

Этот способ является, как и предыдущие, способом литья в разовые формы. Для изготовления тонких оболочковых форм нужно в 20-30 раз меньше формовочных материалов, чем для песчаных или форм из ЖСС. Способ применяют для чугунных, стальных и для алюминиевых отливок, простой конфигурации без внутренних полостей в серийном производстве.

Литье в оболочковые формы, которые изготавливают из формовочных смесей (кварцевый песок с термореактивной связующей смолой) по горячим моделям.

В качестве связующего для изготовления оболочковых форм в производстве используется пульвербакелит смесь фенолоформальдегидной смолы C ФП-011Л с 7% уротропина.

Читайте так же:
Вес швеллера 10п за метр

Уротропин применяется как ускоритель отвердевания. Малотоксичен, относится к 3кл опасности, ПДК — 9 мг/м 3 (ГОСТ 1381-73).

В настоящее время альтернативы термореактивным смолам на основе фенолоформальдегида для изготовления оболочковых форм по технологичности и качеству поверхности форм не найдено.

Способ обеспечивает получение шероховатости поверхности Rz =80…40 мкм, и точность — 12…14 квалитет. Способ легко можно механизировать и автоматизировать.

Литье в кокиль

В приборостроении литье в кокиль (кокиль — это металлическая форма, имеющая защитную огнеупорную облицовку на рабочей поверхности) применяют в серийном и массовом производстве.

Экономическая целесообразность кокильного литья зависит от стойкости металлической формы.

Качественные параметры отливок: точность 12…13 квалитет, шероховатость поверхности — Rz =80…20 мкм.

Преимущества литья в кокиль на основе производственного опыта:

1. Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара. Поэтому использование литья в кокили, по данным различных предприятий, позволяет в 2 — 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения.

2. Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.

3. Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.

4. Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля.

Литье в кокиль следует отнести к трудо- и материалосберегающим, малооперационным и малоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейных цехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.

Литье по выплавляемым моделями

Литье по выплавляемым моделям применяют в приборостроении для изготовления отливок различной сложности из любых сплавов массой от нескольких граммов до нескольких килограммов с толщиной стенок 0,4-20 мм, точностью размеров до 12 квалитета и шероховатостью поверхности до Rz =20 мкм. Способ применяют при любом виде производства.

Процесс литья заключается в изготовлении моделей из легкоплавкого материала, покрытия моделей тонкой огнеупорной оболочкой , выплавление модельного материала из огнеупорной оболочки и заливки освободившейся от моделей полости металлом.

Литье под давлением

Литье под давлением является самым производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной конфигурации в серийном и массовом производстве.

Процесс литья заключается в заливке расплавленного металла в камеру сжатия машины и последующем выталкивании его через литниковую систему в полость металлической формы, которая заполняется под давлением.

Наиболее полно требованиям удовлетворяют сплавы на основе цинка, алюминия, магния и меди.

При литье под давлением получают высокое качество отливок. Достижимая точность: 9-11 квалитет по размерам, получаемым в одной части литейной формы и 11-12 квалитет по размерам, получаемым в двух частях формы.

Дефекты литья

Технология получения изделий из металла литьем известна человечеству более четырех тысячелетий. Металлические предметы — оружие, инструменты, украшения, утварь — составляли существенную часть рукотворного окружения человека.

Дефекты литья

И с первых же отливок мастеров-металлургов начали преследовать дефекты литья. В древности способы борьбы с дефектами при литье находили интуитивно. Современная металлургия применят для этого научный подход.

Классификация дефектов отливок

В современной металлургии существует несколько классификаций брака при литье.

Читайте так же:
Вал со шпонкой чертеж

В зависимости от степени изменения и возможности исправления виды дефектов подразделяют на:

  • Условный брак. Отливка имеет недостатки, которые не ухудшают ее рабочие качества. Отливка идет в дальнейшую обработку
  • Исправимый брак. Дефекты существенны, но поддаются коррекции тем или иным производственным способом. Например, наплавкой. После исправления брака литья деталь также идет в дальнейшую обработку.
  • Окончательный брак. Ремонту не подлежит, поскольку это невыполнимо или очень дорого.

Дефекты литья также делятся по месту их обнаружения. Брак при литье, обнаруженный внутри участка называют внутренним.

Внутренний брак литья

Внутренний брак литья

Если же дефект обнаружен при дальнейшей обработке — это внешний брак.
По внешнему проявлению различают следующие основные виды дефектов отливок:

Пригар

Это слой формовочных материалов, спекшихся с металлом, прочно присоединенный к поверхности отливки.

Приливы

Это увеличение размеров отливок, не предусмотренное проектом. Разделяются на

  • Заливы.- Возникают по линии стыковки частей формы. Возникают из-за несоблюдения размеров моделей и некачественным соединением частей опок
  • Подутость, или распор — получаются из-за давления расплава на рыхлую смесь.
  • Нарост возникает вследствие размыва формы потоком расплава при заливке.
  • Просечки (гребешки, заусенцы) возникают из-за попадания расплава в повреждения формы или стержня.

Дефекты поверхности

Дефекты при литье часто проявляется в виде пороков поверхности. Сюда относятся

Внешние дефекты литья

Внешние дефекты литья

  • Засоры. Массы зерен земли или шлаков. Вызваны ошибками в проектировании форм, непродуманным расположением литников, несоблюдением технологии складирования и перевозки опок.
  • Ужимины возникают при сырой формовке, когда слой земли разрывается в месте конденсации жидкости и в образовавшуюся пустоту затекает расплав.
  • Спаи, или неслитины, возникают в зоне контакта слоев охладившегося расплава. Из-за недостаточной температуры эти потоки не могут правильно сплавиться.
  • Плены возникают при окислении легирующих добавок.
  • Морщинистость, или складчатость, заключается в появлении на поверхности разнонаправленных складок из-за скопления значительных объемов углерода.
  • Выпот выглядит как большое количество лопнувших пузырьков и вызывается взрывообразным выделением скоплений графита
  • Корольки — дефекты, вызванные разбрызгиванием расплава во время заливки. Шарик металла кристаллизуется и не сплавляется с отливкой.
  • Коробление отливки возникает вследствие внутренних напряжений из-за неравномерного остывания

Трещины

Еще один часто встречающийся порок литья — это трещины. Они бывают:

Трещины - деффект литья

Трещины — деффект литья

  • Горячие. Возникают при температуре кристаллизации из-за усадочных напряжений. Приобретают неровный вид.
  • Холодные. Возникают при более низких температурах, имеют ровный, прямой профиль.
  • Межкристаллические. Свойственны легированным сталям в зонах неметаллических включений.

Газовые дефекты

  • Ситовидная пористость — это множество мелких пузырьков в теле детали
  • Газовые раковины – каверны большего размера, возникшие из-за выхода и объединения мелких пузырьков.

Изменение структуры металла

Встречается при отливке чугуна, на поверхности детали формируется тонкое включение чугуна другого вида.

Внутренние дефекты

Усадочная пористость

Усадочные пороки возникают ввиду сжатия металла при смене им фазового состояния с жидкого на твердое.

Причины возникновения дефектов

Основные причины возникновения брака при литье

  • Несоблюдение технологии литья: режима заливки и охлаждения, состава шихты и земли, порядка изготовления форм и т.п.
  • Усадка металла при кристаллизации
  • Ошибки при проектировании формы в целом и литниковой системы в особенности
  • Недостаточная газопроводимость формы и нарушение вентиляции отливки

Дефект при усадки металла при кристаллизации

Дефект при усадки металла при кристаллизации

При условии соблюдения норм проектирования, состава смесей и технологических режимов литья производство получит качественную отливку, сведя вероятность брака литья к минимуму.

Способы исправления литейного брака

Для исправления поверхностных дефектов применяется механическая обработка — токарная, фрезерная или зачистка.

Читайте так же:
Лучший заточной станок для сверл

Фрезерная обработка брака литья

Фрезерная обработка брака литья

Если при этом размеры детали сократились больше допустимого, применяется наплавка тонкого слоя металла, доводящего размеры до требуемых и, как правило, улучшающего свойства заготовки.

Ультразвуковой неразрушающий метод контроля

Ультразвуковой неразрушающий метод контроля

Внутренний брак обнаруживается методами неразрушающего контроля. Иногда, если причина образования дефектов — внутренние напряжения, их удается снять путем нагрева и охлаждения по специальной методике. К сожалению, чаще внутренний брак литья исправлению не подлежат.

Внутри чугунной отливки во время литья

ОТЛИВКИ ИЗ ЧУГУНА

Общие технические условия

Cast iron castings. General specifications

Дата введения 1986-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14 декабря 1984 г. N 4431 срок введения установлен с 01.01.86

Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

ВЗАМЕН общетехнических требований к отливкам ГОСТ 1215-79, ГОСТ 1412-79, ГОСТ 1585-79, ГОСТ 7293-79, ГОСТ 7769-82

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 1988 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Настоящий стандарт распространяется на отливки, полученные любым способом из нелегированного и легированного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, а также из ковкого чугуна.

Установленные настоящим стандартом показатели технического уровня предусмотрены для высшей и первой категории качества.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Отливки из чугуна должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, ГОСТ 1215-79, ГОСТ 1412-85, ГОСТ 1585-85, ГОСТ 7769-82, ГОСТ 7293-85.

1.2. Конфигурация отливки и марка чугуна должны соответствовать требованиям чертежа детали, оформленного по ГОСТ 3.1125-88.

1.3. Предельные отклонения размеров и массы, а также припуски на механическую обработку — по ГОСТ 26645-85*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53464-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

Формовочные уклоны в соответствии с конфигурацией отливки назначают по ГОСТ 3212-92. Допуск прямолинейности плоских поверхностей должен быть не более 2/600.

1.4. Отливки должны быть очищены от формовочной смеси и пригара.

Заливы, наросты, ужимины, прибыли и литники должны быть удалены любым способом. Места удаления заливов, наростов, ужимин, прибылей и литников должны быть зачищены в соответствии с требованиями чертежа отливки.

1.5. Отливки не должны иметь дефектов, ухудшающих их внешний вид. Допускаются незначительные дефекты в соответствии с ГОСТ 19200-80 в пределах припуска на механическую обработку.

1.6. В зависимости от назначения деталей в чертежах или в ТУ на конкретные отливки по согласованию изготовителя с потребителем допускается определять и нормировать дополнительные технологические и эксплуатационные свойства в соответствии с ГОСТ 4.439-86 и приложением настоящего стандарта.

(Поправка. ИУС N 8-1988).

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Для контроля соответствия отливок требованиям настоящего стандарта предприятие-изготовитель проводит приемосдаточные и периодические испытания.

2.2. Отливки принимают партиями. Партия должна состоять из отливок одной марки чугуна, полученного одной плавкой в печах периодического действия или в течение одной смены в условиях установившегося ваграночного или дуплекс-процесса на постоянной шихте, прошедших совместную термическую обработку и оформленных одним документом о качестве, содержащим следующие данные:

Читайте так же:
Как разрезать зеркало стеклорезом

товарный знак или наименование предприятия-изготовителя и его адрес;

номер чертежа и наименование отливки;

номер партии или плавки, объем партии;

марку чугуна и обозначение стандарта;

результаты испытаний и штамп ОТК.

2.3. Проверке соответствия внешнего вида чертежу согласно пп.1.2, 1.4 подвергают каждую отливку партии.

2.4. Проверку соответствия свойств, характеризующих марку чугуна, выполняют для партии отливок по нормам государственных стандартов на конкретные марки чугуна.

2.5. Размеры отливок и массу проверяют при периодических испытаниях. План и вид контроля, объем выборки от партии устанавливают в ТУ на конкретные отливки.

2.6. Периодичность, объем выборки и нормы для контроля дополнительных свойств выполняют по стандартам на конкретную продукцию, а при их отсутствии по ТУ.

2.7. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторные испытания на удвоенной выборке. Допускается при неудовлетворительных результатах повторных испытаний устанавливать сплошной контроль отливок. Отливки после устранения несоответствия свойств, структуры или дефектов допускается представлять повторно к приемке.

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Состояние поверхности отливок проверяется визуально.

3.2. Размеры и массу отливок по ГОСТ 26645-85 проверяют измерительным инструментом и приборами.

3.3. Проверку качества отливок и марки чугуна выполняют в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 1215-79, ГОСТ 1412-85, ГОСТ 1585-85, ГОСТ 7293-85, ГОСТ 7769-82.

3.4. Испытание свойств, определенных дополнительными требованиями чертежа или ТУ, выполняют по действующим стандартам, а при отсутствии — по методикам, согласованным между изготовителем и потребителем.

4. МАРКИРОВКА, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Партию отливок снабжают ярлыком с обозначением марки чугуна и указанием числа и массы отливок в партии.

4.2. Транспортная маркировка выполняется по ГОСТ 14192-96 и заказу-наряду внешнеторговой организации с нанесением манипуляционных знаков «Верх», габаритов и массы отдельного грузового места.

4.3. Отливки из чугуна при необходимости, указанной в ТУ, упаковывают в ящики по ГОСТ 2991-85 или ГОСТ 10198-91. Тип ящика выбирают в зависимости от габаритов и массы отливок, указанных в ТУ.

Размеры ящиков и размещение их на поддоне должны соответствовать ГОСТ 21140-88.

4.3.1. Отливки из высоколегированного кремнистого чугуна при упаковке должны быть переложены древесной стружкой или закреплены распорками.

4.4. Отливки транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами погрузки, крепления грузов, перевозки, действующими на данном виде транспорта.

4.4.1. Формирование транспортного пакета указывают в ТУ и производят по НТД.

4.4.2. Габаритные размеры и масса брутто транспортного пакета — то ГОСТ 24597-81.

4.5. Условия консервации и хранения указывают в ТУ на конкретные отливки и должны соответствовать требованиям ГОСТ 9.014-78, ГОСТ 15150-69.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПРИМЕР РАСЧЕТА УРОВНЯ ТРЕБОВАНИЙ К ОТЛИВКАМ

1. Уровень основных и дополнительных требований (УТ) выражают в процентах суммой надбавок или скидок по их выполнению, определенным по прейскуранту 25-01-81, 07-01-80 или 08-01-80, отнесенной к базовой цене одной тонны чугунных отливок соответствующей марки и способа литья. УТ определяет изготовитель и отражает в технологической карте.

2. При назначении дополнительных требований, не предусмотренных прейскурантами 07-01-80, 08-01-80, надбавки или скидки устанавливают в соответствии с прейскурантом 25-01-81.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector