Термічна обробка чавунних відливок

Для чавунних відливок застосовують такі види термічної обробки:

1. Низькотемпературний відпал (штучне старіння) застосовують для зняття внутрішніх напружень.

t_{нагріву} = 550-650^оС;

витримка – 3-10 годин (50-60 хвилин на кожні 10-15мм перерізу відливки);

охолодження повільне разом з піччю до 250^оС зі швидкістю 8-30^оС/год.

Структура і механічні властивості відливок не змінюються.

2. Низькотемпературний графітизуючий відпал для зниження твердості і покращення оброблюваності різанням.

t_{нагріву} = 680-750^оС.

Відбувається графітизація і сфероїдизація цементиту евтектичного, зниження твердості, міцності, покращення оброблюваності.

3. Високотемпературний графітизуючий відпал для усунення відбілу.

t_{нагріву} = 900-960^оС;

охолодження повільне до 300^оС.

Утворюється перлітна структура.

4. Нормалізація – для підвищення механічних властивостей і зносостійкості чавуну.

t_{нагріву} = 850-950^оС;

охолодження на повітрі.

5. Гартування і відпуск – для підвищення міцності, твердості, зносостійкості.

t_{нагріву} = 880-930^оС;

охолодження в маслі.

Структура після гартування – мартенсит.

Відпуск: t_{нагріву} = 400-600^оС, для відливок, які працюють на знос, t_{нагріву} = 250-300^оС.

Найбільший ефект дає гартування перлітних чавунів з дрібнопластинчастим або кулястим графітом.

6. Хіміко-термічна обробка – для отримання високої поверхневої твердості відливок з високоміцних чавунів.

Контроль якості відливок

Дефекти відливок, які зустрічаються найчастіше, можна розділити на 4 групи:

1. зовнішні дефекти, які виявляються безпосередньо на поверхні відливки (невідповідність розмірів і маси, спай, заливи, перекіс, недолив і т.п.);

2. об’ємні дефекти, розташовані всередині відливки, які порушують її суцільність (тріщини, газові і усадочні раковини і т.д.);

3. невідповідність хімічного складу і структури відливки;

4. незадовільні механічні властивості.

Методи контролю:

Зовнішній огляд виконується для кожної відливки до і після очистки, він виявляє зовнішні дефекти.

Контроль хімічного складу виконується методами хімічного або спектрального аналізу. Проба для контролю – прилитий до відливки зразок або зразок для механічних випробувань.

Контроль геометричних розмірів відливок виконують з допомогою шаблонів, спеціальних пристосувань і по розмітці на плиті.

Контроль механічних властивостей відливок – визначення межі міцності на розтяг і твердості по Бринеллю. Для випробувань відливають спеціальні зразки.

Контроль структури металу відливок виконують на зламах або макрошліфах неозброєним оком або на мікрошліфах з допомогою мікроскопів.

Контроль з допомогою технологічних проб – на рідкотекучість, на відбіл і т.п.

Контроль дефектів у відливках (дефектоскопія):

• магнітний спосіб;

• контроль рентгенівськими або гамма – променями;

• ультразвуковий контроль

• та інші.

Контроль на герметичність – гідравлічні або повітряні випробування.

Способи виправлення дефектів відливок

Для виправлення дефектів на невідповідальних поверхнях застосовують електрозварювання, газове зварювання, металізацію, замазку, просочення різними сумішами і механічне закладення

Електрозаварювання дефектів відливок з сірого чавуну виконується стальними електродами, електродами з кольорових металів. Дефектні місця, що підлягають заварюванню, розчищають пневмозубилами або висвердлюють, тріщини вирубають на всю глибину.

Зварюванням чавунними електродами з підігрівом виправляють дефекти на оброблюваних поверхнях відливок – великі раковини, наскрізні отвори і тріщини. Відливки перед заварюванням повільно нагрівають до 600-650^оС, після заварювання охолоджують повільно, щоб не було відбілу у місці заварювання.

Газове заварювання із загальним підігрівом відливок застосовується для відливок з сірого чавуну зі складною конфігурацією і різкими переходами від тонкої до товстої частини. Цей спосіб гарантує високу міцність і щільність з’єднання, однорідність хімічного складу і механічних властивостей основного і наплавленого чавуну. Перед заварюванням відливку нагрівають до 700^оС, щоб не було тріщин, напружень і відбілу. В якості присадного матеріалу застосовують чавунні стержні діаметром 5-6мм. Дефекти заварюють газовим пальником найчастіше ацетилено-кисневим полум’ям. Після заварювання відливки відпалюють при 450-500^оС для зняття напружень.

Металізація застосовується після заварювання для усунення пористості відливок з сірого чавуну. Місце заварювання зачищають, наносять шар металу металізатором товщиною 0,3-0,8мм. Краплі металу, розплавленого електродугою, видуваються стиснутим повітрям і наносяться на поверхню відливки.

Декоративне виправлення замазками застосовують на місцях, які не піддаються обробці різанням. В якості замазок застосовують епоксидні смоли ЕД-5, ЕД-6. Після твердіння замазки її зачищають.

Для підвищення герметичності чавунні відливки просочують розчином нашатирного спирту, хлорного заліза із залізним суриком і натрієвою селітрою та бакелітовим лаком під тиском 1-3МПа. Після просочення відливки висушують на повітрі протягом 2-3 годин.

Контрольні питання:

1. При яких температурах вибивають відливки з форми?

2. Чому не можна занадто рано вибивати відливки з форм та чим погана занадто довга витримка відливки у формі?

3. Як можна прискорити час охолодження відливки у формі?

4. Від чого залежить час витримки відливки у формі при виготовленні відливок на автоматичних лініях?

5. Порядок фінішних операцій при виготовленні відливок.

6. Якими способами вибивають відливки з форм та стержні з відливок?

7. Якими способами відокремлюють ливники від відливок?

8. Як відбувається очистка, обрубка і зачистка відливок?

9. Як і навіщо фарбують готові відливки?

10. Які види термічної обробки застосовують для чавунних відливок, режим їх проведення та призначення.

11. На які групи можна розділити дефекти відливок?

12. Які існують методи контролю відливок?

13. Якими способами можна виправити дефекти відливок?

14. Як відбувається електрозаварювання дефектів чавунних відливок?

15. Як виконується газове заварювання дефектів чавунних відливок?

16. Для чого і як виконується металізація чавунних відливок?

17. Як підвищують герметичність чавунних відливок?