Усадочные процессы при формировании отливок, страница 4

Неразрушающим методом контроля пористости является просвечивание отливок рентгеновским излучением, при котором зоны, пораженные порами проявляются более засвеченными из-за меньшего сопротивления g-лучам. К неразрушающему методу контроля следует отнести гидростатическое взвешивание отливок в сопоставлении с плотностью бездефектного сплава. Испытание отливок или литых деталей на герметичность под давлением рабочей жидкости или газа, а также в условиях вакуума можно отнести к способу контроля пористости в отливках. Распространенным разрушающим методом контроля пористости является способ приготовления макрошлифов из отливок или специальных проб. Проба или отливка разрезается, шлифуется, полируется, травится травителем четко определенного химического состава и по времени, а затем сравнивается со стандартными образцами. Так для легких сплавов установлена пятибалльная шкала пористости – шкала ВИАМ, в которой определены для каждого балла число пор и их размер на единицу площади макрошлифа.

Поскольку усадочная пористость образуется в результате недостаточности питания отливок на стадии твердожидкого состояния в период формирования отливки, то все технологические приемы, улучшающие питание, будут способствовать сокращению или исключению усадочной пористости в отливках.

Оценивая склонность разных литейных сплавов к усадочной и газоусадочной пористости отметим, что более склонны к этому дефекту сплавы с широким интервалом затвердевания и менее склонны узкоинтервальные сплавы. Так из сплавов на медной основе оловянные бронзы, у которых интервал затвердевания превышает 200°С, более склонны к образованию усадочной и газоусадочной пористости в отливках по сравнению с латунями, алюминиевыми бронзами с интервалом затвердевания, не превышающим 30-50°С. Технологические приемы, снижающие усадочную и газоусадочную пористость вытекают из механизма образования данного дефекта. Повышение скорости охлаждения и затвердевания отливок способствует увеличению температурных градиентов, а, следовательно, уменьшению протяженности твердожидкой зоны. Последнее в свою очередь снижает вероятность образования усадочных и газоусадочных пор в отливках. Поэтому отливки, получаемые в металлических формах, меньше поражены порами по сравнению с отливками, изготовленными в песчаных формах.

Создание условий для направленного затвердевания отливок в сочетании с обеспечением крутых температурных градиентов () является эффективным технологическим приемом для предупреждения пористости в отливках. Для реализации направленного затвердевания применяют технологические уклоны и напуски на отливках, утепление и различные приемы обогрева прибылей, наружные и внутренние холодильники.

Поскольку причиной образования пор служит недостаточное питание – протекание вязкого расплава по узким междендритным и внутридендритным каналам, то повышение давления при формировании отливки способствует предупреждению дефекта. Поэтому в отливках, изготовленных методом штамповки жидкого металла, усадочная пористость при правильной технологии отсутствует. Значительно реже усадочные поры встречаются на отливках, получаемых литьем под низким давлением. Автоклавный метод литья под давлением сжатого газа от 5 до 50 атмосфер является эффективным технологическим процессом предупреждения усадочных и газоусадочных пор в отливках из цветных сплавов, получаемых в неметаллических формах.

5.3. Предусадочное расширение литейных сплавов

Аномальное явление предусадочного расширения зафиксировано на большинстве литейных сплавов и проявляется в том, что вскоре после начала сокращения линейных размеров и объема происходит расширение – увеличение линейных размеров и объемов сплава. На рис. 79 схематично изображено устройство для измерения величины деформации, т.е. сокращения линейного размера Т-образной отливки посредством чувствительного датчика, фиксирующего минимальные изменения Dl линейных размеров литого образца.