3.6. Влияние технологических факторов на развитие осевой пористости и способы её устранения
Основными факторами, влияющими на возникновение усадочной пористости в осевых частях отливки, являются: , влияющими на возникновение усадочной пористости в осевых частях отливок являются:
1) природа сплава (коэффициент αк) и его вязкость η в интервале затвердевания; влияние их слабое;
2) скорость затвердевания (характеризуется косвенно коэффициентом К); при увеличении скорости затвердевания развитие осевой пористости будет расти;
3) давление на затвердевающий в плоском сечении отливки металл; кристаллизация в вакууме способствует развитию осевой пористости; кристаллизация под избыточным давлением её подавляет;
4) геометрические размеры стенок отливки – высота Н (длина L), толщина стенок δ; увеличение Н (или L), уменьшение δ способствует развитию пористости, причём влияние толщины более сильное, чем высоты (длины), рис.3.8,а, б. Это связано с усилением как усадки, так и ликвации;
5) конфигурация отливки, наличие в её конструкции разнотолщинных элементов, сопряжений и других элементов. В цилиндрической отливке развитие пористости выражено слабее, чем в призматической;
6) интервал затвердевания сплава, чем шире интервал, тем зона осевой пористости будет иметь большие размеры;
7) место подвода стального расплава форму; при подводе в тонкую часть отливки пористость бывает значительной;
8) температура заливаемой стали и массы расплава, пропущенного через сечение; при их росте пористость усиливается, рис. 3.8, в, г.
Рис. 3.8. Влияние размеров, температуры заливки и массы расплава на развитие пористости П
Для борьбы с усадочной пористостью рекомендуются следующие мероприятия:
1) кристаллизация металла под повышенным внешнем давлении;
2) организация питания затвердевающего металла за счёт: - применения технологических напусков;
- создания в форме перед заливкой её расплавом положительного температурного градиента, вектор которого ориентирован к источнику питания;
- применения прибылей и холодильников;
- применение комбинированной литейной формы, состоящей из смесей с разной теплоаккумулирующей способностью;
- изменение скорости теплоотвода от затвердевающего металла в строгом соответствии с массой металла, сосредоточенного на отдельных участках сложной по форме отливки.
В основу способов организации питания заложен принцип направленного затвердевания – кристаллизация должна начинаться в тонкостенных элементах отливки и заканчиваться в массивных, на которые следует устанавливать дополнительный источник питания в виде прибылей.
Эти способы применяются при изготовлении ответственных отливок, например, лопастей газовых турбин из жаропрочных никелевых турбин;
3) понижение температуры заливки или литье в твёрдожидком состоянии;
4) рациональный подвод металла без перепускания большой массы расплава через один питатель (литник), например, при стальном литье подводить расплав рекомендуется в массивные части отливки;
5) выбор сплавов с узким интервалом кристаллизации.
Перечисленные рекомендации не исключают и других способов, например, электрошлаковое литьё, литьё с последовательным заполнением и направленной кристаллизацией и другие.