Предупреждение дефектов

Полностью предотвратить образование усадочных раковин невозможно. Однако можно переместить усадочные раковины в зоны, находящиеся за пределами отливаемой детали. Для этого предпринимаются меры, касающиеся процесса литья, самой отливки, правильного подбора сырья, а также различные вспомогательные меры.

Краткий обзор основных мер по предупреждению усадочных раковин

Обеспечение направленной кристаллизации от той части отливаемой детали, которая находится дальше всего от впускного литника, к месту, где кристаллизация происходит в последнюю очередь. Это позволит вывести образование усадочных раковин за пределы отливаемой детали либо переместить их как можно ближе к системе литников и питателей.

  • Строгое следование технологии заливки литейных материалов с короткими интервалами затвердевания, в особенности эвтектических сплавов.
  • Расчет прибылей (например, метод вписанных окружностей Ховерса) и моделирование процессов заполнения литейной формы и кристаллизации.
  • Использование изолирующих и экзотермических вставок прибыли.
  • Увеличение локального рассеивания тепла за счет разработки кокилей, установки охлаждающих ребер либо змеевиков охлаждения (внутреннее охлаждение).
  • Недопущение значительной разницы толщины стенок и резких переходов от толстостенных к тонкостенным поперечным сечениям. Обеспечение достаточно больших радиусов. Учет направления затвердевания уже при проектировании отливаемой детали.
  • Уменьшение совокупного дефицита объема путем понижения температуры литья.
  • Изменение скорости охлаждения за счет использования формовочных материалов с высоким коэффициентом термодиффузии.
  • Если возможно, изменение состава сплава с целью уменьшения совокупного дефицита объема. Например, в случае литейного чугуна следует ориентироваться на уровень насыщения хромом, соответствующий 1.
  • Использование должным образом уплотненных литейных форм. В случае литейного чугуна с шаровидным графитом, вероятно, от питания можно отказаться вовсе (метод регулирования давления).
  • Оптимальное модифицирование.
  • Учет температуры перегрева расплава и длительности, так как данные факторы влияют на зарождение центров кристаллизации и, следовательно, на изменение ее морфологии.
  • Правильное расположение и определение размеров литников. Литники следует располагать в местах прохождения самого горячего материала, т. е. в местах нагревания поперечного сечения литейной формы.
  • Выбор больших литников, чтобы расплав, который вытекает в тело отливки при уменьшении объема, при расширении мог перетечь назад. Размещение литников как можно выше для обеспечения кратчайшего пути в литник.
  • Стремление обеспечить высокое гидростатическое давление для дополнительной подачи.
  • В случае алюминиевого литья следует контролировать эффективность измельчения зерна. Для этого также можно использовать другой сплав, например, Al-Cu.
  • Понижение температуры изложницы. Это же применимо и для температур при литье под давлением.

Источник: «Guss- und Gefügefehler» (дефекты литья и структурные дефекты), Stephan Hasse (Штефан Хассе)