Методы исправления дефектов

Заделка замазками или мастиками – декоративное исправление мелких поверхностных раковин.

Пропитывание применяют для устранения пористости. Отливки на 8…12 часов погружают в водный раствор хлористого аммония. Газовую и электрическую сварку применяют для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, трещины).

 

 

ЛЕКЦИЯ 5-6. Изготовление отливок из чугуна и стали

Литейная форма для получения отливок из серого чугуна представлена на рисунках 3.2 и 3.3. Серый чугун обладает небольшой объемной усадкой (около 3 %) и малой склонность к образованию усадочной раковины. Поэтому в литейной форме не предусматриваются прибыли.

Литейная форма для получения отливок из ковкого чугуна представлена на рисунке 3.10.

Ковкий чугун обладает повышенной объемной усадкой (около 4 %), вследствие чего склонен к образованию усадочных раковин. Поэтому при получении отливок из ковкого чугуна предусматриваются прибыли. Прибыль предназначена для питания жидким металлом той части отливки, в которой из-за усадки металла может образоваться усадочная раковина. В этом случае усадочная раковина образуется не в отливке, а в прибыли, которая в последствии удаляется (рисунок 3.10). Усадочная раковина образуется в тех объемах отливки, которые затвердевают последними. В последнюю очередь

затвердевают массивные участки. Поэтому прибыль располагают в наиболее массивных частях отливки.

Для питания усадки в толстостенных участках 2 отливки 5 предусматриваются прибыли 4, которые затвердевают в последнюю очередь и в них образуется усадочная раковина 1.

Расплавленный металл заливается через литник 3,имеющий большее сечение, чем литник при получении отливок из серого чугуна.

Рисунок 3.10 - Литейная форма для получению отливок из ковкого чугуна

 

Литейная форма для получения стальных отливок и отливка из стали представлены на рисунке 3.11. Сталь обладает большой объемной усадкой (около 6 %). Поэтому при получении отливки из стали предусматривается несколько прибылей. Кроме того применяются стояки и выпоры большого сечения. Масса прибыли, стояка и выпора, которые впоследствии удаляются в отход, в среднем составляет 60 % от массы отливки.

Литейная форма для получения стальных отливок и отливка из стали представлены на рисунке 3.11. Сталь обладает большой объемной усадкой (около 6 %). Поэтому при получении отливки из стали предусматривается несколько прибылей. Кроме того применяются стояки и выпоры большого сечения. Масса прибыли, стояка и выпора, которые впоследствии удаляются в отход, в среднем составляет 60 % от массы отливки.

Маркировка чугунов

Серый чугун

Серый чугун получают в домне из руды. Структура серого чугуна формируется при низких скоростях охлаждения. В серых чугунах углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита. Из-за этого излом имеет серый цвет.

Маркировка. Маркируется серый чугун буквами СЧ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (ζ в). Например, марка СЧ18 показывает, что чугун этой марки имеет ζ в=180 МПа (18 кгс/мм2).

Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка

Область применения: серый чугун обладает высокой способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках (высокая циклическая вязкость), поэтому из серого чугуна изготавливают станины станков, прокатных станков, шкивы, маховики, корпуса механических редукторов, блоки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др.

а - пластинчатый графит; б - хлопьевидный графит; в - шаровидный (глобулярный) графит; г - вермикулярный графит

 

 

Рисунок 1.1 - Форма графитовых включений   2. Высокопрочный чугун В высокопрочном чугуне графитовые включения имеют шаровидную форму. Это достигается модифицированием чугуна магнием до 0,08 % от массы чугуна. Шаровидная форма графита не создает резкой концентрации напряжений, поэтому чугун имеет высокую прочность при растяжении и изгибе. Маркировка. Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, из которых первые две обозначают предел прочности при растяжении, а последние - относительное удлинение в процентах (δ%). Относительное удлинение характеризует пластические свойства материала. Например, марка ВЧ42-12 показывает, что чугун данной марки имеет ζв =420 МПа (42 кгс/мм2) и δ = 12 %. 30   Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка Область применения: высокопрочные чугуны по своим механическим свойствам приближаются к стали. Из него изготавливают ответственные детали: коленчатые валы двигателей автомобилей и тракторов, шестерни и звездочки, детали турбин, изложницы и.т.д. 3. Чугуны с вермикулярным графитом Эти чугуны содержат в структуре графит вермикулярной формы и не более 40 % шаровидного графита. Чугуны с вермикулярным графитом получают из серого чугуна в результате его модифицирования магнием (Mg от 0,02 до 0,08 % от массы чугуна) и церием (Се от 0,02 до 0,07 % от массы чугуна) Маркировка. Маркируется чугун с вермикулярным графитом буквами ЧВГ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (ζ в). Например, марка ЧВГ30 показывает, что чугун этой марки имеет ζ в=300 МПа (30 кгс/мм2). Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка Область применения: чугун с вермикулярным графитом по механическим свойствам занимают промежуточное положение между серым и высокопрочным чугунами. Кроме того, чугуны с вермикулярным графитом отличаются хорошей теплопроводностью, что обеспечивает их стойкость к резким перепадам температур. Из этого чугуна изготавливают детали, работающие в условиях износа и переменных температур. 4. Белый чугун Белый чугун получают в домне из руды. Структура белого чугуна формируется при высоких скоростях охлаждения. Углерод в белом чугуне присутствует в виде цементита Fe3C, который обладает высокой твердость. Поэтому белый чугун не поддается механической обработке. Белый чугун переделывают на ковкий или подвергают легированию для получения износостойкого чугуна.. 5. Ковкий чугун Ковкий чугун ковать нельзя. Название говорит о том, что пластичность ковкого чугуна выше, чем белого. Ковкий чугун имеет хлопьевидную форму графитовых включений. Его получают из белого чугуна в результате специальной термообработки (графитизирующего отжига). Для получения ковкого чугуна необходимо белый чугун нагреть до 950...1000°С и затем, после длительной выдержки при этой температуре (от 17 до 80 часов), охладить с малой скоростью до нормальной температуры. Изолированная хлопьевидная форма графита придает чугуну повышенную прочность и пластичность (хотя он и не поддается ковке). Маркировка. Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и цифрами, из которых первые две обозначают предел прочности при растяжении (ζв), а последние - относительное удлинение в про-центах (δ%). Например, марка КЧ35-10 означает, что чугун имеет ζв = 350 МПа и δ%=10% Литейные свойства: низкая жидкотекучесть и большая усадка. Область применения: по механическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Из ковкого чугуна изготавливают литые детали, работающие с небольшими ударными нагрузками (рычаги, педали), а также трубопроводную арматуру, качество которой лучше, чем из серого чугуна, но хуже, чем из стали. 6. Износостойкий чугун В состав белого чугуна вводятся дополнительные легирующие элементы для придания сплаву нужных эксплуатационных свойств и улучшения обрабатываемости режущим инструментом. Маркировка. Маркируется износостойкий чугун как сталь, т.е по содержанию легирующих элементов. Например – ИЧХ12Г5 (износостойкий чугун с содержание хрома примерно 12 % и марганца примерно 5%). Литейные свойства: низкая жидкотекучесть и большая усадка. Область применения. Износостойкие чугуны хорошо противостоят абразивному износу, из них изготавливают тормоза, диски сцепления, детали насосов, перекачивающих абразивные среды, детали пескометов и т.д. Для этого в чугун добавляют Cr, Ni, Ti, W, Mo.

а – серый чугун на ферритной основе; б – чугун с вермикулярным графитом на ферритной основе; в – серый феррито-перлитный чугун; г – серый чугун на перлитной основе; д – высокопрочный феррито-перлитный чугун; е –высокопрочный перлитный чугун; ж – ковкий чугун на ферритной основе.

Рисунок 1.2 - Схемы микроструктур чугуна

Плавка чугуна производится в вагранках, индукционных и шахтных печах. Вагранка представляет собой вертикальную шахту-печь непрерывного действия, работающую на литейном каменноугольном коксе и воздушном дутье.

Индукционные печи работают на токах промышленной частоты. Их применение позволяет выплавлять чугун однородного состава с высокими механическими свойствами и тем самым значительно снизить массу отливок. Высокая температура нагрева в индукционных печах дает возможность использовать недорогостоящие стальные отходы и путем науглероживания их получать чугун необходимого химического состава.

Литейная форма для получения стальных отливок и отливка из стали представлены на рисунке 3.11. Сталь обладает большой объемной усадкой (около 6 %). Поэтому при получении отливки из стали предусматривается несколько прибылей. Кроме того применяются стояки и выпоры большого сечения. Масса прибыли, стояка и выпора, которые впоследствии удаляются в отход, в среднем составляет 60 % от массы отливки.

а – литейная форма для получения отливки из стали; б - отливка из стали

1 – стояк большого сечения; 2 – массивный выпор; 3 – четыре прибыли

Рисунок 3.11 - Литейная форма и отливка из стали

Плавка сталей выполняется в мартеновских и электродуговых печах. Для неответственных отливок применяются конвертеры. Для ответственных - индукционные высокочастотные печи и установки электрошлакового переплава.

ЛЕКЦИЯ 7.