9.5. Сплавы для изготовления отливок

Наибольшее количество отливок изготовляют из чугуна. Он имеет высокие литейные свойства и невысокую стоимость.

Серый чугун характеризуется высокой жидкотекучестью, малой усадкой (0,9-1,2 %). Отливки качественные, без усадочных раковин, пористости и трещин. Отливки изготовляют: в песчано-глинистых и оболочковых формах, кокилях, литьем по выплавляемым моделям, центробежным литьем. Высокопрочный чугун имеет такую же жидкотекучесть, как и серый, но усадка больше (1,2-1,7%). Для ее компенсации предусматривают установку прибылей. Отливки из высокопрочного чугуна получают теми же способами, что из серого. Детали из ковкого чугуна получают путем отжига тонкостенных отливок из белого чугуна. Пониженную жидкотекучесть белого чугуна компенсируют повышением температуры заливки. Кроме того, усадка белого чугуна больше, чем серого. Поэтому велика вероятность образования усадочных раковин, пористости и трещин. Отливки из белого чугуна получают в песчано-глинистых, оболочковых формах и кокилях.

По литейным свойствам сталь значительно уступает чугуну: имеет большую усадку (до 2,5 %) и низкую жидкотекучесть. Это приводит к образованию усадочных раковин и пористости. Низкоуглеродистые стали склонны к образованию горячих трещин вследствие повышенной температуры заливки. Из-за низкой теплопроводности в высокоуглеродистых сталях возникают значительные внутренние напряжения. Стальные отливки получают в песчано-глинистых формах и специальными способами литья.

Лучшими литейными свойствами среди медных сплавов обладают оловянные бронзы (хорошая жидкотекучесть, усадка 1 %). Но они затвердевают в широком интервале температур, что приводит к образованию пористости. Бронзы без олова имеют хорошую жидкотекучесть, но большую усадку (2,4 %), что приводит к образованию усадочных раковин. Все медные сплавы склонны к образованию трещин. Около 80 % отливок из медных сплавов получают литьем в песчано-глинистые и оболочковые формы.

Лучшими литейными свойствами среди алюминиевых сплавов обладают силумины: хорошая жидкотекучесть, усадка 1 %, узкий температурный интервал кристаллизации, не склонны к образованию трещин. Большинство отливок из алюминиевых сплавов (до 80 %) получают литьем в кокиль или под давлением.

Основные виды брака при литье: газовые, усадочные, шлаковые и песчаные раковины, рыхлость, пористость; недостаточное заполнение литейной формы металлом; горячие и холодные трещины, коробление; несоответствие микроструктуры, химического состава, механических свойств металла отливок требованиям ГОСТа. Дефекты отливок выявляются различными методами контроля. Контроль размеров позволяет предупредить массовый брак из-за износа или коробления моделей и стержневых ящиков. Механические свойства и микроструктура контролируются периодическими испытаниями отдельных отливок. Внутренние дефекты выявляются методами радиографической или ультразвуковой дефектоскопии.