Литье стали

Бракованной, непригодной к эксплуатации, называют такую отливку, которая  имеет хотя бы один неисправимый и  недопустимый по техническим условиям дефект.

Дефекты литья классифицированы ГОСТом. Выделяют 22 вида дефектов: заливы, коробление, корольки, наросты, недолив, отбел, пригар, газовые и шлаковые раковины, рыхлоты  или пористость, спаи, горячие и  холодные трещины, ужимы, несоответствие металла стандартам и техническим условиям по химическому составу, микроструктуре и физико-механическим свойствам и др..

Брак может быть вызван несоблюдением  технологии, ошибками при конструировании  деталей и при проектировании технологического процесса изготовления отливки.

Короблением называется изменение  размеров и контуров отливки под  влиянием усадочных напряжений. Причинами  этого вида брака могут быть нерациональность конструкции отливки, что приводит к образованию внутренних напряжений; неправильный подвод металла, ухудшающий равномерность его остывания. Также коробление может вызвать неправильный состав или температура заливаемого металла, вызывающие чрезмерную усадку; неправильный режим охлаждения отливки и недостаточная податливость формы и стержней.

Газовыми раковинами называют пустоты, расположенные на поверхности или  внутри отливки. Форма раковины сферическая  или округленная, поверхность гладкая  блестящая. Раковины могут быть одиночными или расположенными гнездами различного объема. В большинстве случаев раковины обнаруживают при механической обработке.

Газовые раковины появляются в том  случае, когда в металле большое  содержание газов вследствие плохого  качества исходных материалов, неправильного  режима плавки или неправильно проведенного модифицирования металла. Пониженная газопроницаемость или повышенная влажность формовочных или стержневых смесей, чрезмерно высокая температура металлических форм, низкая температура заливаемого сплава, не обеспечивающая выхода из него газов, также могут служить причинами образования газовых раковин.

Песчаными раковинами называются открытые или закрытые раковины, полностью  или частично заполненные формовочным  материалом. Причины такого брака  следующие – местное разрушение и засорение форм при сборке, недостаточная прочность формовочной или стержневой смеси или красок, недостаточное крепление выступающих частей формы, слабая или неравномерная набивка формы или стержней.

Усадочными раковинами называют открытые или закрытые пустоты в теле отливки, имеющие шероховатую поверхность с грубокристаллическим строением.

Рыхлотами или пористостью называется крупнозернистое и неплотное  строение сплава с наличием межкристаллических пустот большей или меньшей величины.

Причинами брака по усадочным раковинам  и рыхлотам могут быть неправильная конструкция отливки, не обеспечивающая равномерного ее охлаждения; недостаточное питание отливки жидким металлом в процессе затвердевания из-за неправильного расположения прибылей, выпоров и литников; чрезмерно высокая температура заливки.

Шлаковыми раковинами называются открытые или закрытые пустоты, полностью  или частично заполненные шлаком.

Причина такого брака: окисленная или  загрязненная шихта и загрязненные флюсы; нестойкие огнеупоры, способствующие обильному выделению шлаков; небрежная очистка металла от шлака в ковше перед заливкой и небрежная (с пропуском шлака) заливка металла в формы; нераскисленный металл.

Трещинами горячими и холодными  называют сквозные и несквозные разрывы  или надрывы в стенках отливок. Поверхность излома в горячих трещинах, поскольку они появляются при высоких температурах, всегда окислена. В холодных трещинах поверхность излома совершенно чистая. Трещины обнаруживаются постукиванием, гидропробой и способом магнитной дефектоскопии.

Причинами появления горячих и холодных трещин могут быть неправильная конструкция отливки с резким переходом от толстых к тонким сечениям; острые внутренние углы в отливках; неправильно подготовленный состав формовочной или стержневой смесей и малая податливость их. Также причиной появления трещин может служить неправильный режим заливки и термической обработки; удары при отбивке литников или при транспортировке отливок, имеющих большие внутренние напряжения.

Недолив характеризуется тем, что  при заливке некоторые части  отливки остаются незаполненными. Спай – сквозные или поверхностные с закругленными краями потоки преждевременно застывшего металла. Причинами такого брака являются недостаточное количество металла в ковше; низкая температура сплава при заливке и недостаточная жидкотекучесть его; нерациональная конструкция отливок из-за наличия слишком тонких стенок.

Незначительные дефекты в неответственных  местах отливок исправляют. В зависимости  от характера дефекта, размеров и  конфигурации отливки его исправляют одним из следующих способов: заделывают замазкой, пропитывают мастикой, металлизацией, заваркой жидким металлом, ввертыванием пробок, газовой сваркой, электросваркой и термической обработкой.

Раковины на неответственной части  детали заделывают бакелитовым лаком  или замазкой, состоящей из графита и масла.

При недоливе крупных отливок иногда допускается исправление дефектного места наплавкой жидкого металла. Для этого дефектную часть  тщательно очищают, обкладывают  стержнями или формовочной смесью, образующих форму недолитой части, и устраивают приямок для слива металла. Вначале заливают металл для разогрева завариваемой части отливки, затем отверстие заделывают и оставляют металл в форме до остывания. Дефекты отливок в метах, испытывающих большую нагрузку, наиболее надежно исправляют газовой или электрической сваркой. Отливки термически обрабатывают, когда необходимо изменить их твердость, снять внутренние напряжения и в отдельных случаях изменить микроструктуру металла.

Заключение

В данной курсовой работе было рассмотрено производство стальных отливок, начиная от плавки стали и заканчивая техническим контролем уже готовых изделий. Здесь представлены и охарактеризованы основные способы литья: в песчаные формы и специальные способы литья.

Производство стальных отливок  – сложный и трудоемкий процесс, требующий больших финансовых вложений, квалифицированных кадров, соблюдения технологии. Этот процесс включает в себя несколько отличных друг от друга этапов: плавка металла, производство форм, разливка жидкого сплава в формы, термическая обработка готовых изделий, контроль качества. Каждый из этих этапов обладает своими особенностями и тонкостями, соблюдение которых необходимо для изготовления качественной продукции. Так, например, при литье в металлические формы необходимо соблюдение определенных конструктивных размеров, а при заливке жидкого металла в формы необходимо строго контролировать температуру сплава, потому что любое отклонение может вызвать множество неисправимых дефектов, а, значит, принести убытки для предприятия.

В отечественном машиностроении широко применяются отливки, изготовленные из конструкционных, инструментальных сталей и сталей со специальными свойствами. Коррозионно-стойкие, жаропрочные, кислотоупорные, износостойкие стальные отливки удобно использовать в различных средах, при высоких температурах или при больших нагрузках. Стальные отливки способны при правильной технологии изготовления обеспечить большой запас прочности и надежность конструкций с их использованием.

Список литературы

1. Литейное производство / под ред. И.Б. Куманина – М., «Машиностроение», 1971г.

2. Литье повышенной точности  по разовым моделям / Озеров  В. А., Гаранин В. О. – М., «Высшая  школа», 1988г.

3. Стальное литье / под ред.  Н. П. Дубинина – М., «МАШГИЗ», 1961г.

4. Стальные отливки / Арсов Я. Б. – М., «Машиностроение», 1974г.

5. Технические и экономические  основы литейного производства / под ред. В.М. Шестопала –  М., «Машиностроение», 1974г.

6. Технология конструкционных материалов / под ред. А. М. Дальский, Н.П.  Дубинин – М., «Машиностроение», 1977г.

7. Технология литейного производства / Титов Н.Д., Степанов Ю.А. –  М., «Машиностроение», 1985г.