» » Брак в литье с кристаллизацией под давлением и при штамповке жидкого металла
24.04.2015

При применении процесса кристаллизации под поршневым давлением качественные заготовки могут быть получены только при обязательном соблюдении заданных технологических параметров, описанных в соответствующих разделах.
Характерный для процесса брак получается в результате отклонений от заданной технологии. Так, внутренние газовые раковины редко встречаются в отливках, изготовленных методом кристаллизации под давлением. Они могут образоваться при чрезмерной выдержке металла в матрице до поступления давления, когда газы начнут выделяться из раствора и не смогут удалиться при поступлении на металл прессующего пуансона. Наружные газовые раковины могут образоваться при чрезмерно обильной смазке, не сгоревшей до заливки металла в форму. Усадочные раковины образуются при запоздалом поступлении давления на металл, когда уже началась усадка металла и на его зеркале образуется прочная кристаллическая корочка, препятствующая проталкиванию металла в усадочные полости.
Преобладающим видом брака, особенно характерным при литье слитков, являются замкнутые усадочные раковины, расположенные главным образом ближе к головной части слитка. Они образуются в следующих случаях нарушения заданной технологии: а) при чрезмерно низком удельном давлении, б) при запоздалом поступлении давления на металл, в) при преждевременном снятии давления (до момента полного затвердевания заготовки), г) при чрезмерно заниженной, а также чрезмерно завышенной температуре заливаемого сплава.
Влияние этих отклонений на образование брака подробно описано ранее. Там же приведены технологические рекомендации, при выполнении которых брак не будет иметь места.
Брак в процессе штамповки жидкого металла образуется в следующих случаях.
Когда действие давления прекращается, до момента полного затвердевания заготовки на участках со скоплениями металла образуются усадочные раковины.
Этот вид брака преобладает при изготовлении сравнительно толстостенных заготовок (свыше 6 мм), например, при изготовлении втулок в закрытой форме, когда давление, передаваемое изнутри во все стороны, действует только до момента, пока металл находится в полужидком состоянии, и прекращается при его затвердевании. Чтобы устранить эту причину брака, необходимо, чтобы гидростатическое давление могло действовать на залитый металл сверху в продолжение всего отрезка времени, необходимого до полного затвердевания заготовки. Для этого применяются телескопические пуансоны, с помощью которых давление передается сверху на стенки детали и на ее внутреннюю часть.
Чрезмерно быстрое прессование (выше 0,3 м/сек) при изготовлении толстостенных деталей (свыше 6 мм) приводит к захвату воздуха и образованию воздушных включений.
Избыток смазки в матрице приводит к образованию наружных газовых раковин, получающихся в результате сгорания смазки.
При изготовлении методом штамповки жидкого металла деталей с центральным отверстием, имеющих тонкие стенки и массивное дно, металл в последнем недостаточно уплотняется, что приводит к образованию усадочной рыхлости или замкнутых раковин.
Причиной брака является быстрое затвердевание верхних тонких торцев детали, которые служат упорами для дальнейшего продвижения прессующего пуансона, производящего уплотнение массивного дна.
Для устранения этого недостатка внутренний телескопический пуансон должен действовать только на дно детали от более мощного центрального цилиндра. Торцы отливки должны оформляться наружным телескопическим пуансоном.
Образование мелких несквозных трещин на внутренней поверхности детали непосредственно около верхних ее торцев (например, у деталей типа втулки) объясняется появлением значительных напряжений, испытываемых металлом в конечный момент заполнения, что приводит к разрыву поверхностной непрочной пленки окислов.