I. Что такое морщины?

Морщинистость — это особый дефект поверхности отливок. Она проявляется в виде нерегулярных крупнозернистых или ребристых рубцов на поверхности отливки, обычно сопровождающихся глубокими сетчатыми бороздками. Этот дефект чаще всего встречается на верхних поверхностях и вертикальных гранях тонкостенных отливок из легированной стали, содержащей легкоокисляемые элементы, такие как хром, кремний и марганец, на верхних поверхностях толстостенных отливок из высокопрочного чугуна, на внутренних стенках центробежно отлитых труб из высокопрочного чугуна и на верхних поверхностях отливок из магниевых сплавов с резкими изменениями сечения.

II. Как определить наличие морщин

Идентификация дефекта на месте основана на визуальном осмотре, и этот дефект легко отличить от других дефектов поверхности. Морщинистость с глубокими сетчатыми бороздками характерна только для отливок из высокопрочного чугуна и магниевых сплавов. Ее можно отличить от обычной морщинистости в зависимости от типа сплава.

III. Механизм образования морщин

1. Соединения (оксиды, сульфиды, силикаты и др.), образующиеся при магниевой обработке высокопрочного магниевого чугуна, диспергируются в расплавленном металле в виде тонких пленок. Они медленно всплывают в ковше, попадают в форму с расплавленным металлом при разливке и поднимаются на верхнюю поверхность отливки. При центробежном литье они накапливаются на внутренней стенке отливок.

2. Магниевый сплав очень подвержен окислению. Без эффективной защиты во время плавки и заливки на поверхности расплавленного металла образуется толстая оксидная пленка, которая вместе с расплавленным металлом затекает в полость формы. Когда канал для потока внутри формы сужается, оксидные пленки скапливаются на верхней поверхности отливки и образуют складки.

3. Легкоокисляемые элементы в легированной стали подвергаются окислению в процессе заливки и заполнения формы.

4. Образование складок в целом вызвано высокой вязкостью расплавленного металла, низкой температурой заливки, чрезмерно низкой скоростью заливки, окислением металла во время заливки, образованием газа в результате реакции между расплавленным металлом и стенкой формы, а также чрезмерно низкой температурой металлических форм.

IV. Эффективная профилактика образования морщин

1. Используйте высококачественное сырье для плавки высокопрочного чугуна, снизьте содержание серы, газов и включений в исходном расплавленном чугуне. Уменьшите добавление магния при условии обеспечения сфероидизации. Отрегулируйте содержание углерода и углеродного эквивалента в расплавленном чугуне, соответствующим образом повысьте температуру сфероидизации и усильте обработку инокуляцией для снижения вязкости и улучшения текучести расплавленного чугуна. Используйте ковши с хорошим эффектом удержания шлака. Выдерживайте расплавленный чугун в ковше достаточное время перед разливкой, чтобы шлак и включения полностью всплыли.

2. Выплавка и заливка магниевого сплава должны производиться в защитной атмосфере для предотвращения окисления расплавленного металла. Положение при заливке и литниковая система должны быть спроектированы таким образом, чтобы расплавленный металл быстро и плавно заполнял полость формы, сокращая путь заполнения. Может быть использовано вакуумное литье.

3. Заливка легированной стали, содержащей легкоокисляемые элементы, в восстановительной или нейтральной атмосфере.

4. Для улучшения текучести необходимо скорректировать состав сплава, соответствующим образом повысить температуру и скорость заливки, чтобы избежать окисления металла во время заливки. Оптимизировать состав песка и покрытия, чтобы предотвратить химическую реакцию между стенками формы и расплавленным металлом. Необходимо обеспечить достаточное время нахождения расплавленного металла в ковше и усилить удержание шлака. Для литья в металлические формы необходимо соответствующим образом повысить температуру.

5. Установите фильтры и шлакоуловители в литниковой системе для перехвата шлака и оксидных пленок.

Складчатые дефекты в основном вызваны накоплением оксидных пленок и шлака, а также недостаточной текучестью расплавленного металла. Механизмы образования складок различаются для отливок из разных материалов. Благодаря контролю сырья, защите плавки, оптимизации литниковой системы и корректировке параметров процесса, можно эффективно уменьшить количество складчатых дефектов и стабилизировать качество поверхности отливок.