Обнаружение явных дефектов при внешнем осмотре отливки

Обнаружение явных дефектов при внешнем осмотре отливки

Цель работы: приобрести практические навыки оценки качества поверхности литых заготовок при внешнем осмотре.

Общие сведения В машиностроении литейное производство является основным поставщиком заготовок. Доля литых заготовок в различных машинах и конструкциях велика как по номенклатуре, так и по массе, поэтому качество продукции машиностроительного предприятия в значительной степени определяется качеством отливки. В повышении качества отливок ведущая роль принадлежит контролю, с помощью которого устраняется опасность попадания дефектных отливок на операции механической обработки и сборки, а также создаются условия для критического анализа и совершенствования технологии литейного производства.

Существующие в настоящее время технологические процессы в металлургии и металлообработке не исключают наличия различных дефектов в материалах и деталях, например нарушение сплошности (трещины, раковины, пористость, расслоение), недопустимые отклонения от заданных геометрических размеров и т. д.

Совсем недавно недоброкачественность материалов и деталей машин устанавливалась при помощи анализа пробы, вырезанной из единичных образцов, отобранных из большой партии, а иногда только путем их разрушения.

Такие методы контроля качества ни в коей мере не могут удовлетворять современное машиностроение.

За последние годы, как у нас в стране, так и за рубежом, проделана большая работа по разработке и внедрению современных методов контроля, исключающих разрушение изделий. Создана новая технологическая наука — дефектоскопия материалов.

К наиболее широко применяемым в настоящее время неразрушающим методам контроля качества материалов и отливок относятся магнитный, электромагнитный и индукционный, радиационный, акустический, ультразвуковой, капиллярный, люминесцентный.

Ни один из указанных методов не является универсальным. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, свою область применения, обладает определенной чувствительностью и точностью в выявлении дефектов.

Номенклатура показателей качества отливок устанавливается стандартами или техническими условиями (ТУ). В зависимости от характеризуемых свойств продукции установлено 11 групп показателей качества, из которых для оценки качества отливок общего назначения по ГОСТ 4.439−86 рекомендуется использовать только пять:

— классификационные показатели (марка сплава, масса отливки, класс точности, группа сложности);

— показатели назначения (временное сопротивление, предел текучести, относительное сужение и удлинение, ударная вязкость, твердость, микроструктура);

— показатели технологичности и экономного использования металла (припуски на механическую обработку, допуски на необрабатываемые размеры отливки);

— показатели качества поверхности (шероховатость поверхности по ГОСТ 2789–73);

— экономические показатели (экономический эффект, себестоимость).

В эту номенклатуру дополнительно могут быть включены и другие показатели, обычно относящиеся к специальным эксплуатационным характеристикам: ударная вязкость при пониженных температурах, стабильность геометрических размеров во времени, склонность к трещинообразованию, герметичность и т. п.

Качество отливок в значительной мере определяется уровнем их дефектности. По ГОСТ 15 467–79 дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Изделие, имеющее хотя бы один дефект, называется дефектным.

В зависимости от предрасположенности дефектов к обнаружению они могут быть явными и скрытыми.

Явным является дефект, обнаруживаемый при внешнем осмотре (визуальном контроле), или дефект, для выявления которого в нормативной документации предусмотрены соответствующие инструментальные средства и методики. Несмотря на невозможность визуального обнаружения, такой дефект является явным, так как при использовании предписанной методики дефектоскопии он будет, безусловно, обнаружен.

Скрытый дефект — это дефект, не обнаруживаемый при указанных выше условиях и не выявляемый предусмотренной для контроля аппаратурой. Скрытые дефекты иногда выявляются в процессе механической обработки отливок или в процессе эксплуатации изделий, а также при дополнительном дефектоскопическом контроле не предусмотренными в технологических картах методами и средствами. Наиболее нежелательно и опасно, когда скрытый дефект проявляется в процессе эксплуатации изделия, что может вызвать аварийную ситуацию.

В зависимости от степени пораженности дефектами все отливки подразделяются на четыре группы:

— годные, полностью отвечающие всем установленным требованиям технической документации и стандартов;

— условно годные, имеющие небольшие отклонения от установленных требований (малозначительные дефекты), не оказывающие существенного значения на эксплутационные показатели отливки или изделия в целом. Такие отливки допускаются к дальнейшей обработке и используются по своему назначению с разрешения главных специалистов промышленных предприятий после тщательной оценки дефектов;

— исправимый брак — отливки, имеющие один или несколько устранимых дефектов, после исправления которых они могут быть допущены к дальнейшей обработке и использованию по назначению;

— неисправимый, или окончательный, брак — отливки, имеющие такие дефекты, исправление которых технически невозможно или экономически нецелесообразно, либо качество которых после исправления невозможно проконтролировать. Забракованию подлежат отливки, имеющие хотя бы один неустранимый дефект.

В практике используются различные системы классификации дефектов в отливках.

По ГОСТ 19 200–80 дефекты отливок из чугуна, стали, сплавов на основе алюминия, магния, титана и других подразделяются на пять основных групп:

— несоответствие по геометрии (недолив, незалив, неслитина, обжим, подутость, перекос и стержневой перекос, стержневой залив, коробление, вылом и зарез, прорыв и уход металла) (рис. 1.1);

Рисунок 1.1 — Дефекты отливок — несоответствие по геометрии (стрелки указывают на расположение дефекта)

— дефекты поверхности (пригар, окисление, газовая шероховатость, спай, складчатость, ужимина, нарост, зазор, залив, просечка, плена) (рис. 1.2);

Рисунок 1.2 — Дефекты поверхности отливки (стрелки указывают на расположение дефекта)

— несплошности в теле отливки (горячая трещина, холодная трещина, межкристаллическая трещина, усадочная раковина, газовая раковина, ситовидная раковина, усадочная пористость, рыхлота, песчаная раковина, вскип) (рис. 1.3);

Рисунок 1.3 — Несплошности в теле отливки (стрелки указывают на расположение дефекта)

— включения (металлические и неметаллические включения, королек) (рис. 1.4);

отливка качество контроль внешний Рисунок 1.4 — Включения (стрелки указывают на расположение дефекта)

— несоответствие по структуре (отбел, половинчатость, ликвация, флокен).

Правильная идентификация дефектов обеспечивает установление истинных причин их возникновения, помогает правильно выбрать необходимые методы контроля для надежного выявления дефектов и разработать эффективные мероприятия по их устранению.

Технический контроль-это процедура проверки соответствия показателей качества отливок требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Основанием для контроля качества готовых отливок служат ГОСТы, действующие технические условия, чертежи на отливку со специальными конструкционными и технологическими требованиями к ней.

Сущность технического контроля в общих чертах сводится к выполнению следующих операций:

— получение первичной информации о фактическом состоянии отливки, т. е. визуальная или инструментальная оценка различных показателей качества;

— сопоставление первичной информации с нормативными требованиями, зафиксированными в соответствующей документации;

— анализ вторичной информации (информации об отклонении фактических показателей качества от нормативных) и принятие решения о годности или отбраковке отливки.

Контроль внешнего вида качества поверхности, наличие трещин, воспроизведение контура отливок и т. п. выполняют визуально на соответствие отливок техническим условиям; в некоторых случаях (при серийном и массовом производстве) — с использованием отливки-эталона; шероховатость поверхности (ГОСТ 2789−73) определяют по специальным образцам. Дефекты отливок выявляют выборочной механической обработкой, магнитной дефектоскопией, рентгеновским способом контроля и др.

Визуальный контроль основан на различном отражении света от дефектной и качественной поверхности. Поверхность материала изучают невооруженным глазом или с помощью лупы. В последнем случае возможно обнаружить поверхностные дефекты размером до 0,01 мм.

Материалы, приборы, инструмент: отливки, отливки-эталоны, лупа.

Порядок выполнения работы

— Получить различные по номенклатуре отливки одного наименования в количестве 3.5 шт. Одна из них каждого наименования является эталоном (отмечена специальной меткой).

— Провести внешний осмотр отливок для выявления внешних дефектов поверхности с использованием лупы.

— Определить вид и причину возникновения дефектов (если такие имеются) и представить эскиз отливки с дефектом.

1. Залив — тонкие металлические приливы. Основная причина проникание металла в зазоры по разъему формы.

2. Засор — внедрившиеся в поверхность металла комочки материала формы.

3. Рыхлота — дефект в виде скопления мелких (микроскопических) усадочных раковин.

4. Неметаллические включения — могут образовываться в результате химического взаимодействия компонентов при расплавлении и заливке металла, а также замешиваться в расплав механическим путем.

Вывод В данной практической работе визуально проанализировали качество поверхности отливки. В ходе осмотра были выявлены такие деффекты как заливы, засоры, рыхлота и неметаллические включения.