Понимание дефектов литья:когда можно вернуть литье?

Металлолитье — современная отрасль производства, а литые изделия используются в 90% товаров длительного пользования, от фонарных столбов до космических кораблей. Тем не менее, ни один кастинг не идеален. Даже с недавними инновациями в моделировании и технологических процессах почти каждое литье будет содержать определенный уровень дефектов. Четкое понимание дефектов литья жизненно важно для любого заказчика литья, поскольку оно помогает формировать реалистичные ожидания при работе с литейным предприятием.

Хотя опытные литейные предприятия умеют находить баланс между стоимостью и качеством, покупатели должны активно участвовать в определении допустимых уровней дефектов поставляемой продукции.

Распространенные дефекты литья

Некоторыми из наиболее распространенных типов дефектов литья являются пористость. и включения . Пористость может быть вызвана наличием газа в сплаве, и в этом случае возникающие дефекты обычно представляют собой небольшие отрицательные дефекты эллиптической формы. Пористость также может быть результатом усадки, которая возникает, когда в определенных областях имеется недостаточное количество исходного материала. В некоторых случаях пористость может быть даже вызвана включениями или оксидами, попавшими внутрь формы.

При литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям относительно часто можно увидеть включения из частей формы, которые отрываются во время заливки. , или которые прожигаются в сторону отливки. При литье по выплавляемым моделям включения раковин выглядят как маленькие кусочки керамики, влипшие в затвердевшую деталь. Отливки, формованные в оболочке, иногда имеют пригар , где песок из формы связывается со сплавом так, что его невозможно удалить во время выбивки. Включения часто исправляются на литейных заводах перед отправкой покупателю, и во многих случаях в конечном продукте допускается небольшое количество включений.

Дефекты, которые чаще подлежат возврату, включают горячие слезы. холодная притирка , изгиб , опечатки и выход . Горячие разрывы – это трещины, которые образуются в отливке из-за перегретых участков формы. Холодная притирка может произойти, если температура заливки или скорость заливки не оптимизированы, и проявляется как разделение в отливке, где одна сторона слишком сильно охлаждается, прежде чем встретится с другой стороной. Изгиб может происходить практически в любом процессе литья, но чаще всего это происходит с многоразовыми формами, например, при постоянном литье. Пропуски возникают, когда расплавленный металл не заполняет полость формы. Это может произойти из-за наклона формы, недостаточной заливки или неправильной температуры заливки. В частности, при литье в песчаные формы биение также может быть распространенным дефектом. Выход из строя происходит, когда металл вытекает из формы либо из-за повреждения формы, либо из-за недостаточного уплотнения между накладкой и тягой.

Предотвращение или устранение дефектов литья

Если дефекты приводят к возврату или внутреннему браку, литейные предприятия корректируют рабочие процессы, чтобы уменьшить или устранить их возникновение. Процессы плавления и меры по дегазации можно регулировать для уменьшения пористости газа. Усадочную пористость можно предотвратить, спроектировав углы с большим радиусом или оптимизировав температуру формы и заливки. Количество включений можно уменьшить путем более тщательного удаления шлака во время плавки или нанесения покрытия на формы, чтобы они оставались неповрежденными до вытряски. Ошибки часто вызваны ошибками в процессе заливки и могут быть исправлены с помощью инструкций.

В зависимости от типа, серьезности и частоты дефектов литья литейные предприятия могут решить исправить дефекты с помощью последующей обработки, такой как шлифовка. и сварка . Положительные дефекты могут быть отшлифованы, чтобы сформировать гладкую поверхность. Пористость из-за газа или усадки, а в некоторых случаях даже несоответствия, можно устранить с помощью сварки. Сварка (на фото выше) способна восстановить деталь до тех же характеристик, которые были бы возможны без дефекта. Особенно после термической обработки сварные материалы имеют почти такие же физические свойства, что и цельнолитые детали.

Когда кастинг подлежит возврату

Определение того, когда деталь подлежит возврату, является важным аспектом процесса разработки продукта. Заказчики и литейные предприятия должны заранее согласовать допустимые уровни дефектов. Например, любой процент пористости, превышающий согласованный уровень, подлежит возврату, а любой процент пористости, превышающий согласованный уровень, подлежит возврату.

К конкретным характеристикам детали иногда предъявляются разные требования. Например, газовая пористость часто не видна до тех пор, пока поверхность не будет обработана механической обработкой, выявляя негативные дефекты внутри отливки. Дизайн заказчика может потребовать очень низкого уровня пористости в конкретной области, которая будет подвергаться механической обработке, чтобы обеспечить гладкую поверхность после обработки.

Другие дефекты могут показаться возвратными, но при ближайшем рассмотрении это не так. Небольшие включения или усадка могут привести к эстетическим дефектам, которые отдел контроля качества отметит во время проверки. Тем не менее, как заказчику, так и литейному цеху выгодно прийти к соглашению, учитывающему определенный уровень изменчивости некритических поверхностей. Затраты на полное устранение эстетических дефектов могут быть слишком высоки, чтобы деталь приносила прибыль как литейному производителю, так и конечному потребителю.

Несколько отраслевых групп предлагают стандартные рекомендации и системы оценок, помогающие определить допустимые уровни дефектов, включая ASTM, ASME и SAE. В этих стандартах предусмотрены шкалы для измерения количества дефектов, но к каждой детали предъявляются разные требования. Производственные процессы можно улучшить и скорректировать, чтобы увеличить количество деталей, но более высокое качество почти всегда означает более высокую стоимость.

Чтобы обеспечить удовлетворительный результат для обеих сторон, литейные предприятия и клиенты должны работать вместе, чтобы найти баланс между качеством литья, уровнем дефектов и общей стоимостью.

Узнайте больше о проектировании и производстве литых изделий с Eagle Group:загрузите наше краткое справочное руководство с допусками, возможностями и рекомендациями по проектированию: