» » Дефекты литья коррозионностойких сплавов
08.02.2017

Процессы, происходящие при взаимодействии расплава CO стенками формы, зачастую определяют качество литья. Практикой установлено, что отливки, полученные в песчаных формах, более пористые, чем отлитые в сухие стержни и особенно в металлические формы (кокили). Повышенная пористость при литье в песчаные формы объясняется взаимодействием расплава с водой формовочной смеси. Поэтому рекомендуется строго контролировать содержание влаги в формовочных смесях (влажность следует держать на уровне 4—5%) и применять, если это допускает технологический процесс, сушку внутренних полостей песчаных форм. По возможности следует переходить на литье в кокиль, которое позволяет значительно повысить плотность отливок (газовыделение при затвердевании исключается).
Усадочные раковины возникают в тех частях отливки, которые затвердевают в последнюю очередь. Чаще всего они располагаются под прибылями, в переходах от толстых сечений отливки к тонким, во внутренних острых углах сопряжения двух стенок, в стыках ребер и тепловых центрах. Внутреннюю усадочную раковину обнаруживают при рентгеновском просвечивании или при механической обработке, а наружную —при осмотре отливки после выбивки ее из формы.
Усадочные рыхлота и пористость часто являются продолжением усадочной раковины и характеризуются крупнозернистой структурой металла и наличием межкристаллитных пустот различной величины. Усадочные рыхлота и пористость обнаруживаются при внешнем осмотре отливки, рентгеновском просвечивании и изучении изломов (рис. 86).
Дефекты литья коррозионностойких сплавов

Одной из основных причин образования усадочных пороков в отливках является нетехнологичность конструкций литой детали. Для предупреждения дефектов, являющихся результатом объемных изменений сплава при затвердевании, необходимо обеспечить направленность кристаллизации снизу вверх, по направлению к прибылям, что достигается правильным построением литниково-прибыльной системы. Кроме того, причиной образования усадочных дефектов в отливке может быть неправильно выбранная температура заливаемого металла и повышенная скорость заливки.
Для предупреждения брака литья по усадочным дефектам можно рекомендовать следующие мероприятия: рассредоточенный подвод металла в полость формы; выравнивание толщин стенок и уменьшение сечений металлоемких узлов; правильную простановку холодильников и прибылей с целью обеспечения направленности кристаллизации; утепление прибылей; разрядку утолщенных мест путем простановки арматуры или стержней-холодильников; увеличение высоты стояка для создания достаточного металлостатического напора; строгое соблюдение параметров литья (температура и скорость литья); интенсивное охлаждение участков металлической формы, оформляющих тепловые узлы отливки (при литье в кокиль); увеличение удельного давления прессования (при литье под давлением).
Брак по шлаковым и флюсовым включениям особенно характерен для отливок из сплавов Al—Mg и Al—Zn—Mg, так как технология приготовления их часто предусматривает применение флюсов. Такие включения, как правило, располагаются на верхних поверхностях отливок, в местах подвода питателей, в переходах или сопряжениях стенок, в закрытых полостях, не сообщающихся с прибылями.
Размеры и форма шлаковых и флюсовых раковин очень разнообразны, а поверхность их чаще всего шероховатая. Подобные дефекты возникают из-за проникновения шлака во время заливки в полость формы вместе с металлом. Причиной этого может быть повышенная загрязненность шихты, взаимодействие расплава с футеровкой печи, неправильное ведение процесса плавки и заливки (чрезмерное количество шлама, низкая температура расплава, небрежная заливка форм и др.), неправильная конструкция литниковой системы, не обеспечивающая полного отшлаковывания и спокойного заполнения формы.
Надежное средство задержки шлака — фильтры, применяемые при переливе, или фильтрующие сетки, установленные в литниковой системе.
Окисные включения при изготовлении отливок часто наблюдаются в виде крупных поверхностных или внутренних включений. На поверхности отливок они образуют складки и отслоения в виде чешуек. Обнаружить окисные пленки при рентгеновском просвечивании не всегда возможно. Поэтому нужно принимать необходимые меры для предупреждения их образования, так как, оставаясь незамеченными в отливке, они снижают ее прочность, ухудшают другие свойства и даже могут привести к разрушению.
Окисная пленка всегда присутствует в расплаве, а также образуется в результате турбулентного движения металла при заливке формы. Методы борьбы с окисными пленками те же, что и со шлаковыми и флюсовыми раковинами.
Для уменьшения окисляемости сплава в него вводят различные легирующие элементы, которые образуют на поверхности жидкого металла плотный защитный слой, малопроницаемый для кислорода и других газов, служащих источником образования неметаллических включений в отливке. При литье алюминиевомагниевых сплавов в формовочные смеси необходимо вводить защитные присадки; заливку форм следует проводить быстро короткой и толстой струей металла. Хорошие результаты дает применение закрытого перелива и простановка фильтрующих сеток. Литниковая система должна обеспечивать плавный подвод металла без свободного падения его с большой высоты и фонтанирования.
Горячие трещины представляют собой прямолинейные или извилистые разрывы в теле отливки и являются результатом объемных изменений при затвердевании сплава. Чаще всего они образуются в местах перехода от толстого сечения к тонкому, на внутренней стороне острых углов, в местах подвода металла, а также в местах затрудненной усадки сплава.
Дефекты литья коррозионностойких сплавов

Причиной появления горячих трещин может быть неправильное и недостаточное питание отливки, низкая податливость формы и стержней, неправильное расположение каркасов в стержнях, высокая температура заливки и др. Горячие трещины имеют окисленную поверхность и хорошо выявляются при наружном осмотре отливок после выбивки.
На рис. 87,а показана горячая трещина, образовавшаяся в результате затрудненной усадки (литье в кокиль) из-за невысокой температуры формы (кокиля). Трещину удалось устранить (рис. 87,б) при повышении температуры кокиля и увеличении скорости кристаллизации отливки (в месте образования трещины) в результате уменьшения (или устранения) толщины кокильной краски.
Для предотвращения образования горячих трещин следует предусматривать в конструкциях отливок равномерные сечения и плавные переходы от одного сечения к другому, а также устранять препятствия усадке, оказываемые формой и стержнями. Для этого необходимо применять стержни большей податливости (изменить состав смесей, уменьшить плотность набивки, применить пустотелые стержни), а при наличии металлических стержней (при литье в кокиль) своевременно производить «подрыв».
Литниково-прибыльная система должна обеспечивать последовательно направленную кристаллизацию и не допускать местных разогревов формы. Химический состав сплава (оптимальное содержание компонентов, например, при литье под давлением сплава АЛ22) и его температура при заливке должны соответствовать форме отливки и виду литья.
Холодные трещины в отливках являются результатом действия упругих напряжений, возникающих при термическом торможении усадки, которое вызывается неравномерным охлаждением отдельных частей отливки. Основные причины образования холодных трещин — термическое, механическое или комбинированное торможение усадки, недостаточные пластические свойства сплава, сильные и резкие удары по отливке при отделении литниковой системы, а также при выбивке отливок из формы и стержней из отливки. Последнее особенно относится к алюминиевомагниевым сплавам, так как в литом состоянии они очень хрупкие. Меры борьбы с холодными трещинами те же, что и с горячими. Холодные трещины выявляются при внешнем осмотре отливок, рентгеновским методом, а также люминесцентным контролем и методом красок.
Особенно опасны холодные трещины, которые возникают в процессе эксплуатации отливок (рис. 88). Сопротивление формы или ранее охладившихся тонких частей отливки может при охлаждении вызвать в ней значительные внутренние напряжения. Величина этих напряжений определяется составом сплава и конфигурацией отливок. Во многих случаях такие напряжения малы и почти не сказываются на эксплуатации отливки. Однако иногда они нежелательны, так как могут накладываться на рабочие напряжения в отливке и быть причиной изменения ее размеров и даже разрушения.
Очень часто холодные трещины образуются после механической обработки, особенно алюминиевомагниевых сплавов, у которых литейные и термические напряжения могут усиливаться напряжениями, возникающими в результате фазовых превращений в процессе естественного старения, так как сплавы применяются в закаленном состоянии. Для устранения литейных и термических напряжений применяют мягкую закалку (на воздухе, в масле и т.д.).
Дефекты литья коррозионностойких сплавов