1.5 Возможные виды брака, способы их устранения

Пористость в слитках.

Поры в слитках появляются по границам зерен вследствие усадки, а также при

высоком содержании водорода в сплаве. На образование пористости оказывает влияние состав и качество шихтовых материалов, температура и влажность окружающего воздуха, атмосфера плавильной печи и миксера, способы рафинирования расплава, технология литья, температура и время нагрева слитков.

Причины возникновения:

- недостаточная просушка футеровки печи и миксера;

- применение влажных шихтовых материалов;

- некачественное рафинирование;

- завышена скорость литья;

- завышена температура литья;

- перегрев расплава в печи и миксере;

- бурление струи расплава при литье;

- использование непрогретой смазки;

- обильная смазка;

- непросушенная, непрогретая оснастка.

Водород попадает в сплав из влаги попавшей в рабочее пространство печи с шихтой, огнеупорами и парами воды, присутствующими в воздухе, при сливе - из футеровки сифона. В печном пространстве при высокой температуре вода взаимодействует с металлом, образуя оксиды и свободный водород, который растворяется в расплаве. 2Аl + ЗН20=А120з+6Н. Источником водорода в металле также являются углеводороды, образованные при горении топлива.

Газы, растворенные в жидком металле, образуют газовые раковины и пористость. Слитки с такими дефектами имеют недостаточную механическую прочность и склонны к образованию горячих и холодных трещин. Пористость в слитках снижает механические свойства полуфабрикатов, способствует появлению рыхлоты и расслоений в штамповках, поковках и прессованных изделиях.

Меры предупреждения:

- Снижение водорода в расплаве путем рафинирования и вакуумирования;

- Соблюдение технологии подготовки шихты, приготовления сплава и литья

слитков.

Ликвационные наплывы

Образуются в процессе формирования корочки слитка. Сначала образовавшаяся корочка отходит от стенок кристаллизатора, но потом, под действием давления жидкого расплава, ее снова прижимает к стенкам кристаллизатора. Так образуется наплыв. Расстояние между наплывами от2 до 60мм.

Причины возникновения:

- завышена температура литья;

- непостоянен уровень металла в кристаллизаторе;

- неточная установка системы;

- неравномерное охлаждение слитка;

- неправильное нанесение смазки;

- нестабильная работа литейных машин;

Методы предупреждения:

- Улучшение поверхности кристаллизаторов;

- Увеличение скорости литья;

- Стабильная работа литейных машин;

- Качественная смазка и правильное ее нанесение;

- Рифленая поверхность кристаллизаторов для уменьшения усадки слитка.

Литейные трещины

Трещины в слитках образуются как на внешней их поверхности, так и внутри, и

являются результатом термических напряжений и деформаций, возникающих в процессе литья. При охлаждении слитков во время литья создается резкий перепад температур в разных частях слитка, и соответственно, процесс усадки слитка проходит не одновременно во всех участках слитка. Т.е., одни участки слитка уже затвердели, остывают и дают усадку металла, другие участки - нагретые, третьи - еще жидкий расплав. Когда остаточные термические напряжения превышают предел прочности сплава, в слитке появляются трещины.

Виды трещин

• Горячие (возникают при кристаллизации слитка); Отличаются от холодных трещин окисленной поверхностью по трещине.

• Холодные (возникают при охлаждении уже закристаллизовавшегося слитка, излом по трещине блестящий, ровный)

В круглых слитках

• Внутренние (центральные или скоростные): (из-за высокой скорости литья,

неравномерного охлаждения слитка водой, несимметричного распределения металла т.д.)

• Поверхностные радиальные: (из-за низкой скорости литья для дуралюминов,

высокой скорости для остальных, неправильная установка стержня, переохлаждение слитка)

• Внутренние круговые: (из-за неравномерного охлаждения слитка у стенок

кристаллизатора и в середине слитка)

• Поперечные: (характерны для высокопрочных сплавов при низких температурах и скоростях литья, неравномерное охлаждение слитка)

Рисунок №4 – Виды брака в круглых слитках

В плоских слитках:

• Донные (холодные, возникают при низкой скорости литья, высокой температуре металла, наличием посторонних включений на начало литья, некачественной подливке);

• Боковые (из-за низких скорости и температуры литья у высокопрочных сплавов, непостоянства уровня металла в кристаллизаторе, наличие в расплаве окисных и шлаковых включений);

• Литниковые (наличие в расплаве окисных и шлаковых включений, нарушение технологии отжига, переохлаждение литника);

• Поверхностные (горячие, возникают при высокой скорости литья и неравномерного охлаждения слитка водой и неправильного соотношения химических элементов в сплаве);

• Двойные боковые

Головная Донная Боковая Поверхностные

Рисунок №5 – Виды брака в плоских слитках

Принципы возникновения

1. Увеличение скорости литья (центральные трещины);

2.Повышенная температура литья;

З.Пониженная скорость литья (поверхностные трещины);

4.Нераномерноe охлаждение слитка;

5.Неравномерное распределение металла в кристаллизаторе;

6.Неправильное соотношение химических элементов в сплаве;

7.Нестабильная работа литейных машин;

8.Некачественная подливка в донную или литниковую часть (если задана технологией).

К методам предупреждения относится исключение всех возможных причин возникновения трещин.

Неслитины

Неслитины - несплошность на поверхности слитка, когда на застывшую поверхность наплывает жидкий расплав, превращающийся сплошную твердую корочку.Возникшие при литье неслитины, повторяются периодически.

Причины возникновения:

• Пониженная температура литья;

• Пониженная скорость литья;

• Колебания уровня расплава в кристаллизаторе;

• Неправильное распределение расплава в кристаллизаторе;

• Нестабильный ход литейной машины;

• Нарушение режимов охлаждения слитков при кристаллизации.

Неглубокие неслитины удаляются мехобработкой слитков, глубокие приводят к браку полуфабрикатов. К методам предупреждения относится исключение всех возможных причин возникновения трещин, а также изготовление кристаллизаторов с рифленой поверхностью для уменьшения отвода тепла от слитка и литье с «теплым» верхом.