На рис. 1 представлена отливка «Крышка» с дефектами, вскрывшимися после механической обработки. Опишем характерные отличительные особенности рассматриваемого дефекта. Раковины гладкие светлые блестящие, мелкие, расположены у поверхности отливки, свищеобразной формы. Рассматривая визуально-логическую модель характерных отличительных особенностей раковин гладких светлых блестящих с определением их разновидностей, представленную на стр. 10 в [1], устанавливаем, что изучаемый дефект является раковинами гладкими светлыми блестящими, свищевидной формы.
После изложения методики определения разновидностей светлых газовых раковин, переходим к определению причин возникновения дефекта, составляя цепочки причинно-следственных связей. Результаты сверток этих цепочек позволят по характерным местам формирования дефекта на конкретной отливке и литейной форме, а также по этапам технологического процесса, определить путь формирования дефекта и наиболее вероятную причину его возникновения. Проанализируем возможные варианты связей между причинами возникновения светлой подкорковой раковины и системой определения разновидности этой раковины. Представленная отливка имеет поражение сопрягаемой кромки пористостью, состоящей из мелких раковин, приведенных на рис. 1.б. В первую очередь необходимо еще раз уточнить характерные отличительные особенности увеличенного дефекта для определения его разновидности.
Такой дефект отчетливо просматривается с помощью бинокулярной лупы МБС-9 или даже прибора МПБ-2 для определения диаметра лунки на поверхности металла при замере его твердости. При увеличении хорошо просматривается светлая гладкая блестящая поверхность раковин в виде извилистых каналов, свищами уходящих в металл. На рис. 1.в представлено в увеличенном виде распределение раковин по поверхности кромки отливки. Сама кромка имеет ширину не более 10 мм. Проникшая через корку металла в жидкий расплав, паровоздушная смесь собирается в увеличенные раковины, которые поражают отливку на небольшую глубину. Такая раковина представлена в сечении отливки на рис. 1.г, где просматривается форма дефекта с гладкой поверхностью. На рис. 1.д при увеличении до 28 раз видна светлая поверхность раковины, уходящая своим устьем в сторону поверхности кромки с мелкими раковинами.
Повторно анализируя этот дефект с использованием увеличения и визуально-логической модели в [1], можно отметить, что:
- поверхность раковин гладкая светлая блестящая;
- диаметр пор от 0,3 до 1 мм при различной длине проникновения в металл в виде свищеобразных каналов;
- располагаются раковины у поверхности отливки;
- на небольшой глубине обнаружены увеличенные по размеру раковины, возникшие в результате скопления газа из мелких свищеобразных раковин.
Определим этапы возможного формирования дефекта путем построения цепочек причинно-следственных связей.
Проведенный анализ возникновения дефекта показывает, что данные раковины (рис. 1.6) образовались на той поверхности отливки, которая находится рядом со стержневым знаком (первый этап). Отмечаем, что стержни изготавливались из смеси песка с лигносульфонатом, являющийся гигроскопичным связующим. В свою очередь стержневой знак входит в контакт с поверхностью знака формы из влажной песчано-глинистой смеси (второй этап). В результате длительной выдержки стержневого знака в знаке формы, происходит миграция влаги из формовочной смеси в стержень (третий этап). Это способствовало увлажнению стержней от знака на рабочую поверхность (четвертый этап), где при заливке металла образовались исследуемые светлые подкорковые газовые раковины, образующие увеличенную подкорковую раковину (пятый этап). Следовательно, соединительным звеном между разновидностью дефекта и причиной его возникновения служит место увлажнения стержня от формовочной смеси.
Литература. 1. Воронин Ю.Ф. Система определения и ликвидации светлых газовых раковин в отливках из чугуна и стали: Учебное пособие, цветное, ф. А4/ Волгоградский государственный технический университет, 2010. – 163 с.
Фрагменты отливок со светлыми газовыми раковинами:
Блок цилиндров
|
Гильза цилиндров
|
Головка блока
|
Колесо
|
Сечение фрагмента с нераскисленной сталью
|
Шкив
|
Шкив-2
|
Колесо
|
Кольцо 
|
Светлые газовые раковины бывают двух типов. Ниже приведены фото каждого из них и способы ликвидации.
Представленные на рисунках фрагменты отливок имеют на верхних частях узлов светлые блестящие гладкие газовые раковины. Причина возникновения таких раковин одна – отсутствие эффективной вентиляционной системы в стержнях и форме. При превышении давления газа в стержнях более 780 Н/м2 (8 Г/см2), газ прорывает оболочку металла и внедряется в жидкий расплав. Светлая поверхность раковин образовалась в результате использования в составе стержней карбамидных смол или карбамидных отвердителей, выделяющих в процессе выгорания связующего азот, который не способствует окислению поверхности раковин. При осмотре удаленных из опок отливок было установлено, что часть стержневых знаков, в том числе и у ленточных стержней, была залита металлом. При исследовании газового режима ленточных стержней было определено, что оптимальная длина пути фильтрации газа должна быть не более 6 см, т.е. расстояние между двумя стержневыми знаками, через которые газ удаляется фильтрацией, должно быть не более 12 см. Дальше должен быть свободный выход газа в атмосферу через выполненные вентиляционные отверстия. Такое направление прослеживается у зарубежных производителей, в частности у итальянцев, немцев и др.
Если у Вас есть потребность в повышении качества отливок, обращайтесь:
Е-mail: voronin@.vstu.ru Тел. +7(8442) 24-84-92, д. 46-64-47.
сот. +7-9197952788
На представленных фрагментах отливок «Шкив», «Шкив -2», «Колесо», «Кольцо» имеются светлые газовые раковины, но иногда рядом со светлыми встречаются и окисленные раковины, как на рис. «Колесо». Такая картина наблюдалась также при изготовлении крупных отливок «Блоков цилиндров» на одном дизелестроительном заводе. Овальная или округленная форма газовых раковин свидетельствует о проникновении в металл газа под небольшим давлением. Основные причины возникновения таких дефектов состоят в длительной выдержки стержней в цехе и в отсутствии вентиляционной системы в форме и стержнях. В форме такая система состоит из вентиляционных отверстий диаметром 3 – 5 мм на наружной поверхности, не доходя до отливки на расстоянии 2-3 см. Из стержней сквозные вентиляционные каналы должны быть от знаков стержня через знак формы в атмосферу. При увеличенных стержнях должны быть выполнены вентиляционные отверстия в стержнях через знаки стержня в атмосферу. Горение факелов пламени или выход пара на верхней поверхности залитой металлом формы свидетельствует о хорошо выполненной вентиляционной системе. Отсутствие пламени от горения отходящих газов или выхода пара показывают на возможность возникновения газовых раковин. При затруднениях в ликвидации дефектов звоните, пишите по электронной почте. Промедление усугубляет ситуацию на заводе.
Дефект на рис. «Колесо» в виде мелких светлых газовых раковин, вызван локальной недосушкой стержня из жидкостекольной смеси. Выделение пара в виде свищевидного потока сформировали группу локально расположенных раковин. При первоначальном осмотре отливок раковины были не обнаружены и вскрылись после механической обработке.
Сечение фрагмента отливки с нераскисленной сталью имеет одну раковину светлого вида (левый верхний угол) и остальные раковины окисленного вида. Окисление раковин произошло в результате контакта с кислородом воздуха в форме. Светлая раковина не имела контакта с кислородом, поэтому ее поверхность, находящаяся под воздействием водорода, азота и других инертных газов, осталась светлой.
