34. Методы контроля качества слитков.

Основными способами оценки качества отливок являются: разметка, внешний осмотр, травление, керосивая проба, гидравлическое испытание. Применяются также ультразвуковая, магнитная, рентгено- и гамма-дефектоскопия. Для определения механических свойств материала отливок могут отливаться пробные образцы.

Эти неразрушающие методы контроля в последнее время получили широкое применение как в массовом, так и в серийном производстве.

Магнитная дефектоскопия. В машиностроении широко применяются магнитные методы контроля для выявления волосовин, мельчайших трещин, шлаковых включений и других дефектов, расположенных на незначительной глубине или частично выходящих на поверхность.

Магнитная дефектоскопия позволяет производить сплошную проверку качества ответственных отливок вместо выборочной проверки, связанной с разрезкой или порчей деталей. Этот способ основан на том, что в намагниченном изделии магнитный поток способен частично рассеиваться при встрече препятствий типа трещин, неметаллических включений и др.

Для выявления дефектов, расположенных вблизи поверхности отливки, ее зачищают, а проверяемую деталь намагничивают. В месте нахождения дефекта магнитный поток рассеивается и выходит на поверхность. Намагниченную поверхность детали поливают суспензией в виде жидкости, в которой во взвешенном состоянии находится магнитный порошок. В качестве жидкости чаще всего применяется минеральное масло, керосин или мыльный раствор. Оседающий на поверхности отливки порошок втягивается в область неоднородности вышедшего на поверхность магнитного потока (на месте дефекта отливки) и располагается в виде характерных полос или замкнутых линий. Поверхность отливки предварительно очищается дробью или металлическим песком, чтобы по ней могла свободно стекать эмульсия. Для выявления дефектов на деталях с темной поверхностью могут применяться окрашенные порошки. После испытания отливку необходимо размагнитить. Для намагничивания и размагничивания деталей и для проведения магнитного контроля наша промышленность выпускает различные типы стационарных и переносных магнитных дефектоскопов.

35. Дефекты слитков, отлитых способом наполнительного литья.

Брак слитков возникает оз результате нарушений технологии приготовления сплава и литья, неисправности оборудования и литейной оснастки или недостаточной отработки параметров технологического процесса.

Трещины. Различают два типа трещин: холодные и горячие. К холодным трещинам относятся донные, головные и боковые; холодные трещины образуются во время литья и даже после затвердевания всего слитка. К горячим относятся поверхностные трещины, чаще всего выявляющиеся после фрезеровки.

Донные трещины в слитках высоколегированных сплавов воз­никают вследствие попадания в донную часть включений и нали­чия трещин в подливке, что связано с использованием перегретого алюминия или алюминия с превышенным содержанием кремния над содержанием железа, а также вследствие непривара основного сплава к подливке или ее недостаточной толщины. Холодные головные и боковые трещины, а также горячие поверхностные трещины образуются при несоблюдении скорости литья, тем­пературы металла, неравномерного охлаждения по периметру слитка, неправильного распределения расплава в кристаллиза­торе. Поверхностные трещины образуются также из-за несоответ­ствия химического состава установленному.

Неслитины. В плоских слитках ^неслитины образуются прежде всего по узким граням вследствие более интенсивного их охла­ждения. Основные причины образования неслитин: уменьшение скорости литья, занижение температуры металла, непостоянство уровня металла в кристаллизаторе, неправильная установка кристаллизатора.

Неслитины являются дефектом поверхности слитка, от них увеличивается съем стружки при фрезеровке, что приводит к сни жению выхода годного. Кроме того, с них может начаться образо­вание боковых трещин.

Ликвационные наплывы. Склонность к образованию ликва-ционных наплывов на поверхности плоских слитков зависит от состава сплава: наибольшая интенсивность ликвационных на­плывов наблюдается на слитках высоколегированных сплавов, например Д16; слитки алюминия практически не имеют ликватов.

Образование наплывов обусловливается выдавливанием остаточной жидкости на поверхность слитка через междендритные каналы корочки слитка, образовавшейся в кристаллизаторе. Поэтому, например, при завышении скорости литья или темпера­туры расплава корочка утоняется и ликвационные наплывы увеличиваются. К подобному явлению приводит общий или ме­стный недостаток воды. Ликвационные выделения можно умень­шить интенсификацией охлаждения слитка и кристаллизатора, уменьшением высоты кристаллизатора и зазора между слитком и стенками кристаллизатора. Ликваты удаляют фрезеровкой слитков.

Волнистость. Этот поверхностный дефект наблюдается пре­имущественно на слитках алюминия и представляет собой пери­одически повторяющиеся выпуклости и впадины, перпендикуляр­ные к продольной оси слитка. Волнистость образуется в результате оплавления и изгиба корочки слитка после образования воздуш­ного зазора между слитком и стенками кристаллизатора. Для устранения волнистости применяют те же меры, что и для умень­шения ликвационных наплывов.

Надиры, надрывы. Эти поверхностные дефекты образуются в результате разрыва корочки слитка при трении ее о стенки кристаллизатора. К надирам и надрывам приводят плохая поли­ровка и смазка кристаллизаторов, неправильная их установка, разрывы окисной пленки на поверхности расплава в кристал лизаторе.

Белые полосы — это отложившиеся на поверхности слитка соли при местном недостатке воды и ее интенсивном испарении. Грубые белые полосы на широких гранях слитков, как правило, сопровождаются горячими поверхностными трещинами. Белые полосы можно предотвратить регулировкой положения козырь­ков, своевременной чисткой охладителей, правильной установкой и периодической проверкой фильтров для очистки воды.

Кривизна. Кривизна слитков возникает обычно при работе на неисправной литейной машине (кривизна направляющих, большой люфт между рамой поддонов и направляющими, непра­вильная установка поддонов и кристаллизаторов). Для устра­нения этого дефекта требуется регулярная проверка и тщательная наладка литейной машины.

Пористость. Поры — внутренний дефект слитков. Наибольшая пористость возникает в поверхностных слоях слитка толщиной 15—30 мм. Пористость наблюдается в слитках, отлитых из рас пЛава с высокой газонасыщенностью или при использований непросушенной и непрогретой литейной оснастки — сифона, рас­пределительной коробки. Предотвращение пористости достигается автоматическим регулированием температуры в процессе при­готовления плавки, что исключает перегрев расплава в печах; применением рафинирующих средств, не содержащих влагу; тщательной просушкой и подогревом литейной оснастки и инстру­мента перед литьем.

Усадочная рыхлота — разновидность пористости проявляется только в слитках больших сечений (при толщине более 300 мм), в основном в плитах в виде расслоений и понижения уровня механических свойств. Одна из основных мер борьбы с этим видом брака — снижение скорости литья.

Неметаллические включения — это обычно шлак, кусочки фу­теровки и окисные пленки, попадающие в слиток вместе с жидким металлом. Больше всего таких включений встречается в донной части слитков вследствие разрывов и замешивания окисной пленки при заполнении коробки и кристаллизаторов, когда металл по­ступает не под уровень расплава, а открытой струей.

Наиболее эффективно предупреждается попадание неметал­лических включений в слиток фильтрацией расплава в распре­делительной коробке через сетчатые фильтры из стеклоткани, насыпные фильтры, а также отбором металла на 50—80 мм выше уровня подины миксера. Неметаллические включения могут быть причиной образования трещин в слитке, темных полос, расслоений и пленок в листах и плитах.

Интерметаллиды. Интерметаллические , включения наблю­даются в слитках сплавов АМц, АМг6-1,*АК4, АК4-1 и ряда дру­гих, легированных такими компонентами, как марганец, хром, цирконий, титан, ванадий, никель, железо. Особенно грубые скопления интерметаллидов образуются в виде настылей на поверхности распределительных носков^ литейной коробки. Для уменьшения или исключения образования интерметаллидов ре­гулируют химический состав по содержанию интерметаллидо-образующих элементов, перегревают расплав для приготовления сплавов до полного растворения интерметаллических кристаллов лигатур, ведут литье при повышенных температурах, подогревают литейную оснастку, приготовляют и используют лигатуры с низ­ким содержанием тугоплавких элементов.

Немерность. Брак по размерам — несоответствие фактической длины слитков заданной, который приводит к увеличению от­ходов при разрезке слитков. Предотвращение этого вида брака достигается регулярной проверкой работы литейной машины, измерительных приборов, чисткой приямков.

Дефекты в виде шлака, грубых ликвационных наплывов, не-слитин, пористости и трещин вызывают увеличение отходов при резке и фрезеровке, что также может вывести слиток из до­пусков.