13 Сверхпластическое формование листовых деталей
Более эффективна изотермическая штамповка газовым пуансоном в режиме сверхпластичности, позволяющая за одну (максимум за две) операции изготавливать высококачественные детали, в том числе и весьма сложных форм, обеспечивая при этом:
- повышение весовой отдачи детали (узла) за счет большой жесткости формы
и (или) снижения количества входящих в узел деталей;
- сокращение расхода материала заготовки и энергоемкости процесса как за счет вышесказанного фактора, так и более высокого КПД процесса и оптимизации заготовки.
Детали штампуют на установке УФС1-М в режиме автоматической отработки установленных оператором технологических параметров. Параметры, важнейшим из которых является функциональная заданность давления газа по времени (что обеспечивает необходимый диапазон скоростей деформации), рассчитываются на ПЭВМ по программе математической моделью, основанной на классическом уравнении вязкопластического течения и законах плоской деформации и контактного трения.
В целом, сверхпластическое формообразование дает возможность снизить стоимость изготовление детали на 10-60%. Основной номенклатурой деталей штампуемых в настоящее время, являются жесткости люков, окантовки, зализы, обтекатели, а также детали коробчатой формы и полупатрубки систем кондиционирования.[6]
14 Качество титановых отливок
Дефекты в отливках появляются в результате отклонения тех или иных параметров технологии от их оптимальных значений и выхода их за допустимые пределы. Появление того или иного дефекта непосредственно связано с нарушением нормального хода процесса формирования отливки. В свою очередь аномальный ход формирования отливки возможен при отклонениях параметров подготовительной стадии литья: приготовление расплава, изготовления литейной формы или нарушении режимов, воздействующих на ход формирования.
Таким образом, появление того или иного дефекта в отливке редко указывает на нарушение какого-то одного определенного параметра технологии. В большинстве случаев требуется обстоятельный анализ, а нередко и специальные исследования для выявления причин возникновения дефекта с целью его устранения.
Качество материала отливок
Под дефектами материала отливок понимают нарушения химического состава сплава, а в некоторых случаях и нарушения структуры. Химический состав в объеме отливки практически отвечает химическому составу ванны жидкого металла в конце плавки. Последний в свою очередь определяется в условиях вакуумной гарнисажной плавки химическим составом шихтового материала и массообменном между ванной, атмосферой и плавильным тигелем.
14.2 Качество поверхности отливок
Поверхность отливки представляет собой особую область, наиболее чувствительную к отклонениям параметров технологии. От качества поверхности отливки во многом зависят служебные свойства литой детали.
Прежде всего, поверхность отливки характеризуется шероховатостью. Допустимая величина шероховатости отливки регламентируется для поверхностей, не подвергающихся механической обработке, требованиям технических условий и чертежа в соответствии с ГОСТ. Шероховатость поверхности отливки опреде-
ляется главным образом микрогеометрией поверхности формы, которая в свою очередь, зависит от зернового состава наполнителя формовочной смеси.
В процессе формирования отливки могут создаваться условия, когда температура на контактной поверхности приближается к температуре плавления металла. Такие условия складываются в тех местах отливки, в которых затруднен теплообмен с формой. К ним относятся элементы отливки, оформляемые тонкими внутренними стержнями, галтели внутренних углов, а также сечения, через которые проходят большие массы металла при заполнении форм. В этих условиях возможно развитие процесса взаимодействия отливки и формы, когда металл проникает в поверхность формы на глубину, превышающую размер зерна графита. На поверхности отливки образуется пригар, состоящий из формовочного материала, металла и продуктов их взаимодействия.
В отливках из титановых сплавов нередко возникают дефекты в виде неспаев. Неспаи распространяются на различную глубину, иногда до нескольких миллиметров. По внешнему виду неспая не удается судить о глубине его залегания. Поэтому все неспаи, отмеченные на отливке, подлежат устранению зачисткой, а неспаи, залегающие глубоко, разделывают и заваривают.
Особенно опасным дефектом в отливках являются трещины. Предупреждению холодных трещин способствует равностенность отливки, наличие радиусов закруглений на внутренних углах, применение податливых стержней и уменьшение скорости охлаждения отливок в заливочном контейнере. Большинство холодных трещин в титановых отливках возникает на стадии отделки литья в местах прижогов и заварок.