Дефекты литья: классификация, причины и методы устранения

Дефекты могут быть как поверхностными, так и внутренними, влияя на прочность, геометрические параметры и эксплуатационные характеристики отливки. Грамотное выявление и классификация дефектов – первый шаг к обеспечению высокого качества литья.

Классификация дефектов литья:

Для удобства анализа и выбора оптимального метода исправления дефекты литья классифицируются по нескольким признакам:

По степени критичности:

Условный брак: Незначительные дефекты, не влияющие на функциональность и эксплуатационные характеристики отливки. Такие отливки допускаются к дальнейшей обработке и эксплуатации. Примеры: мелкие риски, незначительные шероховатости.
Исправимый брак: Дефекты, существенно влияющие на качество отливки, но поддающиеся исправлению с помощью механической или термической обработки. Примеры: небольшие приливы, поверхностные раковины.
Окончательный брак: Дефекты, не поддающиеся исправлению и приводящие к полной непригодности отливки. Отливка бракуется и отправляется на переплавку. Примеры: глубокие трещины, крупные раковины, значительные усадочные поры.

По локализации:

Поверхностные дефекты: Расположены на поверхности отливки.
Внутренние дефекты: Расположены внутри отливки и обнаруживаются только методами неразрушающего контроля (например, ультразвуковой дефектоскопии).

Основные виды дефектов литья:

Поверхностные дефекты:

Пригар: Сплавление материала формы с отливкой из-за высокой температуры. Проявляется в виде прилипших участков формовочной смеси.
Приливы: Излишки металла, вытекающие за пределы формы. Различают несколько типов приливов:
Залив: Проникновение расплавленного металла в зазоры между частями формы.
Распор (подутость): Выпуклость на поверхности отливки, образующаяся под давлением струи металла на рыхлую формовочную смесь.
Нарост: Излишек металла, образующийся из-за размыва формы.
Просечки: Наросты, возникающие при попадании металла в повреждения формы или стержней.
Дефекты геометрии: Отклонения от заданных размеров и формы: недоливы, выломы, перекосы, разностенность. Вызваны неравномерным распределением металла в форме.
Несплошности: Пустоты и поры внутри отливки:
Усадочные раковины: Полости, образующиеся из-за усадки металла при охлаждении.
Газовые раковины: Полости, образующиеся из-за наличия газов в расплаве.
Пористость: Множество мелких пор в структуре металла.
Выпот графита: Скопления графита на поверхности или внутри отливки.
Включения: Посторонние примеси в металле:
Металлические включения: Частицы других металлов или сплавов.
Неметаллические включения: Частицы формовочной смеси, шлаков, окислов.
Корольки: Мелкие шарики расплавленного металла.
Спаи (неслитины): Неполное сплавление различных слоев металла.
Плены: Тонкие пленки окислов на поверхности отливки.
Морщины, складки: Дефекты поверхности, вызванные скоплением углерода.
Коробление: Искажение формы отливки из-за внутренних напряжений.
Трещины: Разрывы в структуре металла: горячие, холодные, межкристаллические.

Способы устранения дефектов:

Выбор метода устранения дефекта зависит от его типа, размера и расположения. К основным методам относятся:

Механическая обработка: Токарная обработка, фрезерная обработка, шлифование, зачистка для удаления поверхностных дефектов (приливы, наросты, мелкие раковины).
Термическая обработка: Отжиг, закалка, нормализация для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла. Помогает устранить коробление и некоторые виды трещин.
Сварка: Используется для устранения трещин и других несплошностей.
Заполнение дефектов: Заполнение пустот и раковин специальными материалами.

Предупреждение дефектов на этапе проектирования и производства отливок является наиболее эффективным способом повышения качества продукции. Это достигается путем оптимизации технологии литья, выбора подходящих материалов, строгого соблюдения технологических режимов и применения современных методов контроля качества. Систематический анализ дефектов и внедрение корректирующих мер позволяет существенно снизить процент брака и повысить экономическую эффективность производства.