книги из ГПНТБ / Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
61 |
|
|
Влияние температуры охлаждения на изменение величины |
|
||||||||
|
деформации отлитых в песчаную форму кольцеобразных |
|
||||||||
|
|
|
образцов из сплава АЛ9* |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Величина |
деформации, |
мм |
Снижение |
величины |
|||
|
|
|
|
|
|
|
деформации, % |
|
||
.Состояние сплава |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
б е з о х л а ж о х л а ж д е |
о х л а ж д е |
после ох |
после |
о х |
||||
|
|
|
дения |
ние при |
ние при |
л а ж д е н и я лаждения |
||||
|
|
|
|
—70-С |
—196J C |
при |
—70°С при —196°С |
|||
T2j |
|
0,05 |
0,04 |
|
0,03 |
20 |
40 |
|
||
в во- |
0,03 |
0,03 |
|
0,03 |
|
0 |
^о |
|
||
T4 |
(закалка |
0,33 t |
0,24 |
|
|
|
|
|
|
|
дУ ;20"С) |
в во |
|
0,13 |
27 |
60 |
|
||||
Т4 |
(закалка |
|
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
ду, |
65°С), . . . . |
0,24 |
|
0,13 |
30 |
50 |
|
|||
T4 |
(закалка |
в во- |
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
ДУ„.100''С) . . . . |
0,12 |
|
0,08 |
30 |
55 |
|
||||
|
* Работа выполнена |
I I . Ф. Колобневым и |
Н. А. Аристовой. |
|
|
|||||
|
М е х а н и ч е с к о е |
п о в р е ж д е н и е |
о т л и в о к |
— это |
наруше |
|||||
ние их целостности в |
процессе выполнения |
различных |
технологичес |
ких операций (выбивка из опок, транспортировка, удаление литни ковой системы и прибылей, очистка, обрубка отливок и т. д.).
Хорошие результаты при выбивке песчаных и оболочковых стерж ней из отливок сложной конфигурации дает применение установки электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) [67, 68] (рис. 77).
Для удаления облоев, заусенцев и для очистки отливок следует применять вибрационную обработку [69]. Отливки для этой обра ботки помещают в контейнеры с обрабатывающей абразивной сре дой, установленные на платформе виброустановки, которой сообща ется колебательное движение. Детали перемещаются одни относи тельно других с разной скоростью и частотой, равной частоте вибра ции платформы. В отличие от обработки в барабанах при вибраци онной обработке вся масса деталей и абразива находится в непре рывном движении в каждом участке объема, а вся садка — как бы во взвешенном состоянии. В. результате, если отливки и соприкасают ся, то настолько мягко, что даже на полированных поверхностях не остается следов или задиров.
Этот |
метод позволяет механизировать |
трудоемкие и тяжелые |
ручные |
операции обработки тонкостенных |
хрупких ажурных отли |
вок сложной конфигурации. Поскольку деформация отливок при об работке этим методом исключена, можно одновременно загружать в контейнер вибрационной установки отливки, различные по массе и •габаритам, что особенно важно в условиях индивидуального и мел косерийного производства.
Д е ф е к т ы |
р а з м е р о в и |
массы являются результатом |
грубо |
го нарушения |
технологического |
процесса формовки и заливки. |
При- |
203
чинами несоответствия размеров отливки чертежным размерам мо гут быть: неправильно заданные припуски .на усадку .и механическую обработку, 'Использование неправильной или изношенной модельной и опочноіі оснастки, слабая набивка и большой металлостатический напор, неправильная сборка форм а простановка стержней, небреж
ная обрубка и обдирка отливок и т. д.
Надежность и долговечность работы литой детали в конечном счете зависят от качества металла, которое определяется соответст вием его химического состава расчетному, структурой и физико-ме ханическими свойствами.
Рис. 77. Установка для выбивки стержней с помощью электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) :
/ — обойма электрода; 2 — э л е к т р о д ; |
3 — п о д ъ е м н а я |
рама; |
4 |
— |
отливки; 5 — загрузочная т е л е ж к а ; |
5 — рельсовый |
путь; |
7 |
— |
бак с водой |
|
|
|
[Причинами несоответствия химического состава металла отливки расчетному могут быть: неправильный химический анализ шихтовых материалов, небрежное хранение шихтовых материалов, неправильный расчет шихты, нарушение режима плавки.
Следует организовать тщательный контроль качества всех мате риалов, используемых в шихте (свежие металлы и возврат), хра нить их строго по маркам, не допуская перемешивания, рассчиты-
204
куляціионный термический агрегат ПАП-4М, который выпускается се рийно. Агрегат обеспечивает более высокие технологические и эко номические показатели по сравнению с показателями существующего термического оборудования. Так, сокращается расход энергии в 3— 4 раза; число потенциометров в 2—3 раза, пускорегулирующей агапа-
Рис. |
80. Уровень |
механиче |
|
|
25, |
|
||||
ских |
свойств |
сплава |
АЛ9 |
|
|
':20\ |
|
|||
(образцы, |
вырезанные |
ил |
|
|
Щ 15 |
|
||||
деталей |
после |
термообра |
|
|
ч |
|||||
ботки |
в печах ПАПЗ |
(1) и |
|
|
|
|
||||
ПН34 |
(2) ; на каждую |
точ |
|
|
|
|
||||
ку 3—4 |
садки |
по |
250— |
|
|
|
Номер сад пи |
|||
|
|
300 |
кг) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ратуры и кабельной продукции в 3—4 раза. Кроме того, •использова |
||||||||||
ние агрегата |
обеспечивает стабильность температуры и-более высо |
|||||||||
кую степень автоматизации. |
|
|
|
|
||||||
Техническая характеристика агрегата ПАП-4М приведена ниже: |
||||||||||
|
Максимальная |
температура |
нагре |
420 |
||||||
|
ва, |
°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время |
первоначального |
разогрева |
|
||||||
|
с 25°С, |
ч |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
до |
140°С |
|
|
|
|
|
|||
|
до 320°С |
|
|
|
|
|
3,5 |
|||
|
Перепад температуры, |
"С . |
. . . |
±3 |
||||||
|
Напряжение питающей |
сети, |
в . . |
380 |
||||||
|
Мощность |
электродвигателя, |
кет . |
28 |
||||||
|
Число |
оборотов |
|
роторного |
|
нагрева |
|
|||
|
теля в минуту |
|
|
|
|
|
1750 |
|||
|
Размеры рабочей |
камеры, |
мм . . |
1250x1450x2000 |
||||||
|
Габаритные |
размеры, мм . |
. . . |
3670x2150x2190 |
||||||
|
Масса, |
кг |
|
|
|
|
|
|
5000 |
|
2. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЛИТЬЯ |
|
|
|
Контроль качества отливок |
является заключитель |
|
ной операцией в литейном цехе и производится |
в соот |
||
ветствии с требованиями чертежа |
и ТУ. Методы |
контро |
|
ля |
подразделяются на .разрушающие и неразрушающиз. |
||
|
Разрушающий метод применяют обычно для контро |
||
ля |
опытных деталей (для установления степени их дора |
ботки перед запуском в серийное производство), а так же деталей при изменении технологического процесса. Разрушающий метод предусматривает определение химического состава материала отливки, изучение ее макро- и микроструктуры, а также определение механи ческих свойств образцов, вырезанных из тела отливки.
207
К неразрушающим методам контроля относятся сле дующие методы: визуальный, рентгеновский, гаммацѳфектоскопия, ультразвуковой, цветная дефектоскопия, люминесцентный, контроль качества поверхности и гер метичности. Визуальному осмотру подвергают все отлив ки после удаления литников и прибылей. 'При визуаль ном осмотре выявляется большинство пороков.
Рентгеновский метод контроля отливок основан на следующем: интенсивность прошедших через отливку лучей обратно пропорциональна толщине просвечивае мых сечений; при равной толщине стенок отливки ин тенсивность обратно пропорциональна плотности мате риала. При просвечивании сложных отливок с сечения ми разной .толщины на рентгенограмме получаются участки различной плотности, что может затруднить ее расшифровку. В таких случаях отливку разбивают на отдельные участки и подбирают режимы просвечивания для каждого участка. Иногда для выравнивания степени плотности рентгенопленки используют компенсаторы, в качестве которых (рис. 81) применяют фольгу тяжелых металлов (Си, Pb, Sn), смесь пластилина с порошком просвечиваемого материала или же раствором хлори стого бария в воде (35 ч по массе ВаС12 на 100 см3 во ды) [70].
Оптимальные режимы просвечивания определяют из графиков экспозиций, представляющих собой зависи мость экспозиции от толщины материала при определен ных факторах (анодное напряжение, тип рентгеновской трубки, фокусное расстояние, сорт пленки, степень по чернения) .
Рентгеновский метод наиболее эффективен для конт роля внутренних дефектов в отливках из алюминиевых сплавов. Он обладает высокой чувствительностью, им возможно определять характер и размеры дефекта. Од нако производительность этого іметода контроля невысо ка, что обусловлено длительными экспозициями при про свечивании отливок, а также большими затратами вре мени на фотообработку и сушку рентгеновской пленки.
Метод радиационной интроскопии [71] (обнаруже ние дефектов в материалах с использованием преобра зователей ионизирующих излучений в видимый свет и телевизионной техники) позволяет получать изображе ния дефектов контролируемых деталей в момент их
208
просвечивания. Кроме того, он позволяет определять глубину залегания дефектов в изделии во время его просвечивания без снижения скорости контроля. На рис. 82 приведена схема просвечивания отливки рентге новскими лучами с применением электронно-оптиче ского преобразователя (ЭОП) [72].
Ullllilll
/ С Т ^ — I . , . I W I M ! , Т О |
' •—' • • • I . шш *• |
Рис. 81. |
Компенсация |
разницы |
толщины отливки с помощью мест |
||
ных |
фильтров (а), пасты |
(б) іи жидкого |
компенсатора |
(s): |
|
|
/ — отливка; |
2— компенсатор; 3— рентгеновская пленка |
|
||
Рентгеновская |
трубка |
/ испускает |
лучи 2, |
которые |
проходят через диафрагму 3 и отливку 4, а затем па дают на стенку электронно-оптического преобразовате ля. В корпусе преобразователя на алюминиевой стенке 5 размещен экран 6 и фотокатод 7. Рентгеновские лучи, падая на экран 6, вызывают его свечение. Световые изо бражения действуют на фотокатод, который испускает электроны, фиксируемые электродами 5 и 9 на выход ном люминесцирующем экране 10.
Метод гамма-дефектоскопии |
позволяет обнаружи |
вать внутренние дефекты отливок |
со стенками сравин- |
209
тельно |
небольшой толщины. |
Наибольшее |
применение |
имеет |
гамма-графироваиие — получение |
фотографии |
|
при облучении отливок гамма-лучами. С |
этой целью |
||
пользуются искусственными |
радиоактивными вещества |
||
ми (Со6 0 , Zne 5 , Се 1 4 1 и др.). |
|
|
Схема просвечивания отливки гамма-лучами пока зана на рис. 83. Ампула / с источником гамма-лучей находится в защитном контейнере 2. Исследуемая от
ливка 3 помещается над фотопленкой 4; наибольшая ин тенсивность гамма-лучей будет в месте дефекта 6, так как здесь они встречают меньшее сопротивление среды. Поэтому на фотопленке в месте проекции дефекта бу дет наблюдаться потемнение 5.
Недостаток этого метода контроля— сложность вы явления мелких трещин, а также необходимость на дежной защиты от радиоактивного излучения.
Контроль качества отливок при помощи ультразвука основан на поглощении и отражении звуковых волн в твердых телах. В объект вводится направленный поток колебаний сверхзвуковой частоты, идущих от специаль--
2)0
i-io.ro генератора. Необходимая частота определяется состоянием поверхности, величиной зерна исследуемого материала и размерами ожидаемых пороков. Для об наружения мелких пороков необходимы большие часто ты, однако с увеличением частоты усиливается влияние других факторов, уменьшающих чувствительность ме тода, так что именно от них зависит верхний предел
'Применяемых частот.
Для излучения и приема ультразвуковых волн при меняют обычно пьезоэлектрические преобразователи (кварц, титанат бария, сульфат лития и др.), которые монтируют в искательных головках, служащих для по иска дефекта в контролируемом изделии. В ультразву ковых дефектоскопах применяют искательные головки раздельного и совмещенного типа. В раздельных голов ках функции излучателя и приемника выполняют раз личные пьезоэлементы, в совмещенных—один и тот же.
Упругие волны от искательной головки в контролиру емое изделие и обратно передаются контактным, им мерсионным или бесконтактным способом. В первом случае ультразвуковые волны проходят через слой жидкости (контактной смазки) толщиной менее длины
волны ультразвука. Контактная |
смазка |
(масло, |
вода и |
т. п.) наносится на поверхность |
изделия |
перед |
контро |
лем. При иммерсионном способе для создания |
акусти |
ческого контакта используется толстый слой жидкости, для чего контролируемое изделие погружают в ванну, или применяются специальные головки с заполненным жидкостью промежутком. При бесконтактном способе излучение и прием ультразвуковых колебаний осущест вляется через слой воздуха.
Для выявления внутренних и поверхностных дефек тов в .полуфабрикатах и деталях несложной формы ши роко применяется эхо-метод, основанный на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов упругих колебаний и приеме отраженных эхо-сигналов. Этот метод —один из наиболее универсальных в дефектоско
пии, применяемый |
в контактном, |
иммерсионном и бес |
контактном вариантах. |
|
|
Ультразвуковой |
контактный |
эхо - дефектоскоп |
(рис. 84) работает следующим образом. Генератор электрических импульсов 1 возбуждает пьезопреобразователь искательной головки 2, излучающий импульсы
211
упругих колебаний в контролируемое изделие. Упругий импульс распространяется в изделии в виде направлен ного пучка, достигает противоположной грани (дна), отражается от нее и возвращается на искательную го ловку. Пьезоэлемент головки 2 преобразует часть при нятой ультразвуковой энергии в импульс электрическо го напряжения, который усиливается приемником 3 и подается .на пластины электроннолучевой трубки 6, вы-
Рис. 84. |
Блок-схема ультра- |
Рис. 85. Блок-схема ультразву- |
звукового |
эхо-дефектоскопа |
кового теневого дефектоскопа |
зывая отклонение луча по вертикали. Одновременно с генератором электрических импульсов хронизатор'4 за пускает развертку 5, отклоняющую электронный луч в горизонтальном направлении. Весь цикл периодически повторяется много раз в секунду. Начальный сигнал
(Н) в левой части экрана трубки соответствует моменту посылки импульса в изделие. Донный эхо-сигнал (Д) сдвинут относительно начального (Н) на время, необ ходимое для прохождения упругих волн до нижней гра ни и обратно. При наличии дефекта, эхо-сигнал от него (Дф) достигает головки раньше и виден на экране меж ду начальным и донным импульсом.
Вторым широко распространенным методом ультра звукового контроля является теневой метод, основан ный на ослаблении интенсивности прошедших через из делие ультразвуковых волн при наличии дефекта на пути ультразвукового пучка. Теневой метод применяет ся в обычном и зеркальном вариантах. В обычном ва рианте (рис. 85) излучающая головка /, возбуждаемая генератором 2, посылает ультразвуковые волны в изде-
212