Российский Сайт Литейщиков













Модификаторы для чугуна и стали Союз-литьё. Украина Литейное производство


Наш опрос:
Нравится ли Вам дизайн Российского сайта литейщиков?






Карта сайта
Техническая информация
Статьи, интервью
Выставки и конференции
Литейный консилиум
Повышение качества литья
Доска объявлений
Каталог предприятий
Повышение качества литья

Повышение качества литья / Неметаллические включения

Неметаллические включения



К неметаллическим включения, обнаруживаемым в отливке, относятся песчаные и шлаковые раковины, размывы керамики, частицы стержней и др. При заливке металла форма испытывает тепловое воздействие жидкого расплава. В местах литейной формы, где скорость движения струи металла наибольшая, в частности, в литниковой системе и в месте подвода металла в форму, изменяются свойства смеси, в частности, ухудшается связь между зернами песка, происходит их расширение с последующим разрушением формовочной смеси, приводящее к образованию песчаных раковин [1]. Шлак попадает в расплав обычно при механическом перемешивании его с металлом в процессе плавки и при выпуске из плавильного агрегата. Вследствие меньшего удельного веса шлаковые частицы в расплаве стремятся укрупниться и всплыть на поверхность. Однако, при недостаточной выдержке металла в ковше перед заливкой, что наблюдается в массовом и серийном производстве, шлаковые частицы не успевают всплыть и могут попасть в форму вместе со сплавом [2].

Неметаллические включения могут возникнуть в отливке при следующих основных отклонениях технологического процесса [3]:
• неэффективно разработанной литниковой системы;
• повышенной скорости течения металла в питателях, и особенно при увеличенных питателях;
• неудаленных остатков формовочной смеси из нижней и верхней полуформ;
• некачественной простановки стержней в форму с ее частичным разрушением и др.

Из перечисленных отклонений рассмотрим элементы конструкции литниковой системы, позволяющей отлавливать неметаллические включения или размывы формовочной смеси. Воспользуемся автоматизированной системой «Расчет элементов литниковой системы» и проанализируем их конструкции в чертежных вариантах [4]. На рис.1 приведен экран заполнения исходных данных для расчета литниковой системы, в частности, для отливки «Рама боковая». С левой стороны экрана вверху осуществляется начальный ввод требуемых исходных данных, где достаточно отчетливо представлено их описание. Далее ввод данных продолжается по всей верхней части экрана. Нажатием на клавишу «Расчет» происходит выполнение расчетных данных для последующего изготовления литниковой системы. В нижней части экрана представлены результаты

Рисунок 1. Экран заполнения исходных данных для расчета литниковых систем расчета. К ним относятся:
• продолжительность заливки формы;
• средний ферростатический напор;
• параметры литниковой чаши-нарощалки, где приводится диаметр стояка и других элементов конструкции чаши;
• параметры трапециевидного или центробежного шлакоуловителей;
• параметры питателей, дросселей и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

На представленных ниже рисунках приведены два основных элемента литниковой системы, рассчитанных и выведенных на принтер автоматизированной системой. Рисунок 2. Чертеж чаши-нарощалы для заливки металла в форму

На рис. 2 представлен чертеж чаши-нарощалы для заполнения формы металлом. Такая чаша позволяет отлавливать неметаллические включения и снижает скорость заливки металла в форму, что благотворно сказывается на снижение размыва зумпфа, выполненного в формовочной смеси. Автоматизированная система позволяет также рассчитать и выдать чертежи конической воронки для заливки в формы небольшого количества металла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3. Чертеж центробежного устройства для улавливания неметаллических включений перед питателями


На рис. 3 представлен чертеж центробежного устройства для улавливания неметаллических включений перед питателями. Работа устройства заключается в том, что залитый через имеющийся в улавливателе дроссельный канал металл закручивается в цилиндрической бобышке, где легкие неметаллические включения смещаются в центр и далее всплывают в верхнюю часть бобышки. В это время чистый металл по наружной части бобышки сифонно перетекает вниз под установленный жаропрочный стержень и далее по каналу заливается в питающие каналы. Таким способом происходит отделение заливаемого в форму металла от неметаллических включений за счет использования сифонного подвода металла в отливку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективность задержки неметаллических включений были проверены на конечной стадии – в центробежном устройстве, представленном на

Рисунок 4.а. Макротемплет одной половины сечения центробежного шлакоуловителя
Рисунок 4.б. Верхняя часть центробежного шлакоуловителя с засором
рис. 4. В лабораторных условиях была проведена обработка поверхности сечения центробежного улавливателя и изучение качества поверхности металла. Исследования также проводились под микроскопом с увеличение в 100х. В результате исследований установлено, что в средней части прибыли имеется усадочная раковина размером 35 х 80 мм. В верхней части прибыли имеются цепочки засоров размером 6 – 7 мм. В средней части прибыли имелись отдельные песчинки, а нижняя часть прибыли была заполнена абсолютно чистым металлом. Это свидетельствует о высоком качестве используемой литниковой системы, основные элементы которой были разработаны и проверены выдающимися советскими учеными. Созданная литниковая системы прошла испытания в течение 9 месяцев на двух заводах при изготовлении отливки «Рама боковая» и получила положительные отзывы. К сожалению, на одном из заводов рассмотренная конструкция литниковой системы, несмотря на ее изготовление в металле, не нашла применение. По заявлению руководства отдела главного металлурга, при испытании литниковой системы не были полностью ликвидированы неметаллические включения в отливках «Рама боковая». Поэтому, в качестве литниковой системы используется одна из ранее применяемых конструкций, в которой разместили сетчатый дроссель фирмы FOSECO. Тем не менее, неметаллические включения продолжают проникать в отливки. Размыв формы Следует напомнить, что кроме литниковой системы, засор поступает в результате размыва части формы от высокой скорости течения металла, и в значительной степени сохраняется в полуформах верха и низа после их Рисунок 5. Сечение отливки в месте подвода питателя Рисунок 6. Фрагмент отливки в месте подвода питателя ( вид сбоку) изготовления. Рассмотрим случай размыва формы от использования увеличенного по размеру питателя. Подвод металла в отливку выполнялся через увеличенный питатель, сечение которого представлено в месте газовой резки на рис. 5. По расчету, приведенному на рис.1, площадь сечения одного питателя из 8, должно быть равно 9,5 см2 и использоваться в виде 6,8 х 1,4 см. На рис. 5 сечение питателя увеличено как минимум вдвое. По фотографии видно, что сечение отливки имеет несколько искаженную форму. На рис. 6 приведен фрагмент отливки в месте подвода питателя, фотография которого выполнена сбоку, т.е. перпендикулярно движению металла в форме. Отчетливо представлено, что с левой стороны на входе металла в форму видно увеличение толщины отливки, конфигурация ее имеет некоторую округленность с уменьшением в правой части. При замере толщины отливки в этом месте установлено увеличение ее размера до 24 мм вместо 20 мм по чертежу. Следовательно, размыв формы в этом месте способствовал возникновению песчаных раковин в отливке. Неметаллические включения из формы К неметаллическим включения, возникающим из-за наличия Рисунок 7. Земляная раковина в месте сверления каналов в полуформе верха Рисунок 8. Земляная раковина на поверхности отливки остатков формовочной смеси в формах верха и низа, относятся земляные раковины, обломки стержней и др. На рис. 7 приведен фрагмент отливки с остатками формовочной смеси, образовавшимися при сверлении вентиляционного отверстия. Такой дефект легко исправляется установкой на модельной оснастке в месте сверления конического штыря под сверление. В этом случае остатки формовочной смеси будут отсутствовать. На рис. 8 приведен фрагмент отливки с земляной раковиной на вертикальной поверхности. Дефект мог образоваться от ряда причин: недостаточная прочность формовочной смеси, не удаленные остатки смеси после продувки формы, обжим формы при простановке стержней и др. Значительную роль в появлении земляных раковин играют беспечность мастеров и недостаточная квалификация рабочих. Не снимается при этом ответственность с технологов, которые должны анализировать конструкцию литниковой системы, изучать и внедрять оптимальные варианты простановки стержней и выполнения вентиляционных каналов.

Литература
1. Медведев Я.И., Валисовский И.В. Технологические испытания формовочных материалов. М.: Машиностроение. - 1973. – 312 с.
2. Лакедемонский А.В., Кваша Ф.С., Медведев Я.И. и др. Литейные дефекты и способы их устранения. - М.: Машиностроение, 1972. - 184с.
3. Воронин Ю.Ф. Система определения и ликвидации неметаллических включений в отливках из чугуна и стали: Учебное пособие, цветное, ф. А4 / Волгоградский государственный технический университет, 2011. 191 с.
4. Автоматизированная система «Тренажер для выработки навыков бездефектного изготовления отливок. Неметаллические включения». 2011г. - Волгоград. – voronin.vstu.ru.

Инородные включения                                                                                                                   Песчаная раковина-1

 

 

 

Песчаная раковина-2                                                                                                                          Песчаная раковина -3

 Песчаная раковина -4                                                                                                                          Песчаная раковина -5

Песчаные раковины -1                                                                                                                           Песчаные раковины -2

Размыв керамики                                                                                                                                     Шлаковая раковина

Шлаковая и газовые раковины                                                                                                        Шлаковая раковина -1

 

Шлаковая раковина - 2                                                                                                                    Шлаковая раковина - 3

 

 

 

 

Щлаковая раковина -4

Россия, 454901, г.Челябинск,
ул. Водрем-40, строение 25

Пишите нам      

Rambler's Top100