Способы предотвращения образования усадочной раковины и усадочной пористости

Предотвращение усадочных дефектов осуществляют тремя способами:

1- подпитка твердеющего металлов жидким металлом;

2- выравнивание температуры по объему отливки;

3- комбинированный способ, сочетающий два предыдущих.

Первый способ заключается в непрерывном подводе расплавленного металла к наиболее массивным частям отливки, застывающим последними, с помощью прибылей (рисунок 3.25,а), в которых расплав должен застывать уже после того, как застынут эти массивные части. Соответственно, усадочные раковины и пористость будут образовываться не в отливке, а в подлежащих удалению прибылях 1 и 2.

Второй способ заключается в выравнивании скоростей затвердевания массивных и тонких частей отливок с помощью установки в места образования массивных частей специальных холодильников, которые могут быть как внешние (наружные) 3, так и внутренние 4 рисунок 3.25,б). Металлические холодильники обладают высокими теплопроводностью и теплоѐмкостью, позволяющими отводить теплоту от массивных частей отливки значительно интенсивнее, чем менее теплопроводный формовочный материал. Внешние холодильники 3 отымаются от отливки после ее извлечения из литейной формы. Внутренние холодильники 4 (рисунок 3.25,б) изготавливают из того же сплава, что и отливку, и устанавливают внутрь полости формы, образующей массивную часть отливки. При заполнении формы расплавом внутренние холодильники частично расплавляются и свариваются с основным металлом.

Третий способ заключается в совместном использовании прибылей и холодильников (рисунок 3.25,в).

Трещины

Трещины – разрывы или несплошности в теле отливки.

Трещины возникают когда литейные напряжения (σл) превышают предел прочности материала (σвр), т.е. σл ≥ σвр. Литейные напряжения складываются из внешних и внутренних (собственных) напряжений. С момента начала затвердевания расплава развивается усадка, приводящая к уменьшению объѐма и размеров отливки, которая начинает сжимать охватываемые ею элементы литейной формы. Выступающие части формы и стержни препятствуют свободной усадке отливки, вызывая в ней внешние напряжения. Но препятствовать усадке могут не только элементы литейной формы, но и те части отливки, которые затвердели раньше соседних вследствие неравномерного распределения температур по объему оливки. Это приводит к возникновению внутренних (собственных) напряжений, т.е. напряжений образующихся без приложения внешней нагрузки.

	а - использование прибылей; б - использование холодильников; в - использование прибылей с холодильниками 1 – верхняя открытая прибыль; 2 – боковая закрытая прибыль; 3 – внешний холодильник; 4 – внутренний холодильник; 5 - концентрированная усадочная раковина; 6 - литниковая система для заливки расплавленного металла в полость литейной формы

Рисунок 3.25 - Способы предотвращения образования усадочной раковины и усадочной пористости

Коробление

Коробление – изменение размеров и контуров отливки.

Коробление возникает, когда литейные напряжения σл превышают предел текучести материала σт и не превышают предел прочности материала σвр, т.е

σт ≤ σл <σвр

Газовые раковины

Газовые раковины – пустоты с чистой и гладкой поверхностью, расположенные на поверхности или в теле отливки.

Причины образования:

- содержание влаги в формовочной и стержневой смесях;

- низкая газопроницаемость литейной формы и стержня;

- повышенное содержание газов в металлах, заливаемых в литейную форму.

Способы предотвращения:

- прокалка формовочных и стержневых смесей;

- нанесение наколов в литейной форме и каналов для выхода газов в стержнях;

- вакуумирование расплава перед заливкой в литейную форму.

Песчаные раковины

Песчаные раковины – пустоты, расположенные на поверхности или в теле отливки и частично или полностью заполненные формовочной или стержневой смесью.

Причины образования:

- недостаточная прочность формовочной или стержневой смеси;

- слабая набивка формы и стержней;

- недостаточная величина галтели (радиуса скругления) отливки, отсутствие или недостаточная величина литейных уклонов.

Шлаковые включения

Шлаковые включения - пустоты, расположенные на поверхности или в теле отливки и частично или полностью заполненные шлаком.

Причины образования:

- низкая температура заливки расплавленного металла, препятствующая отделению шлака от металла в ковше и литниковой системе;

- отсутствие шлакоуловителей.

Пригар

Пригар – слой формовочной или стержневой смеси, приварившийся к поверхности отливки. Причины образования:

- чрезмерно высокая температура заливки расплавленного металла;

- недостаточная огнеупорность формовочной или стержневой смеси.

Перекос

Перекос – смещение одной части отливки относительно другой

Причины образования:

- неточность сборки литейной формы;

- износ центрирующих стержней.