Класифікація дефектів

Згідно з ДЕСТом 15467-79, дефект – це невідповідність заготівлі або виливка вимогам, що висуваються до них. Якщо у виробу присутня одна або кілька невідповідностей, то він вважається дефектним. Відповідно, певний показник якості, за яким тестувалася деталь, перевищив чинні нормативні значення. Це не означає, що її не можна використовувати: ймовірно, ситуацію можна виправити різними методами або подальшою обробкою виробу.

Розглянемо, яка класифікація видів дефектів прийнята згідно з чинним ДЕСТом. Але для початку розберемося, до яких груп може потрапити виріб, що має невідповідність заданим параметрам:

1. Придатний. Сюди відносять виливки, які потрапляють під чинні стандарти та технічні вимоги.
2. Умовно придатні. У них є несуттєві відхилення, які не впливають на функціональність або експлуатаційні показники.
3. Виправний брак. Ці вироби можуть мати один або кілька недоліків, які можна усунути різними способами. Після цього деталь може використовуватися за призначенням.
4. Остаточний брак. Наявні недоліки не можна виправити, або це просто економічно невигідно. Зазвичай до цієї категорії потрапляють заготівлі, у яких є непоправні деформації.

Віднести виливок до тієї чи іншої категорії може як працівник цеху, так і співробітник відділу техконтролю. Способи усунення недоліків вибирають індивідуально, з огляду на стан лиття.

Види дефектів

Існує кілька варіантів класифікації дефектів виливків:

1. Явні. Недоліки видні візуально при огляді заготівлі. Також до явних дефектів належать і ті, які виявляються інструментальними засобами, за умови, що процедура прописана в нормативній документації.
2. Приховані. Подібні невідповідності не видні голим оком і не виявляються за допомогою відповідної апаратури. Їх можуть визначити при подальшому обробленні виробу, під час експлуатації або при проведенні дефектоскопії.

ДЕСТ 19200-80 говорить, що існує п’ять видів класифікації дефектів деталі: за невідповідністю геометрії, за дефектами на поверхні, за несуцільностями в тілі, наявністю включень і невідповідності структурі. Розберемо їх більш детально.

Геометричні невідповідності

До цієї групи входять 13 типів дефектів виливків. До них належать:

1. Недолив. Виникає через малу кількість рідкого металу, що надійшов у форму.
2. Незалив. Його причиною зазвичай стає пошкодження ливникової системи або знос модельного оснащення. Також виникає через порушення технології заливки розплавленого металу.
3. Незлитина. Являє собою щілину або наскрізний отвір, який утворюється у стінках деталі. Причиною зазвичай стає те, що зустрічні потоки розплаву, що подаються через ливник, не змогли злитися в єдине ціле. Часто виникає при роботі з металами, які відзначаються великим інтервалом кристалізації, а також при створенні тонких стінок деталі. Зазвичай незлитина виявляється візуально. Вона може з’явитися й через те, що форма заповнюється розплавом повільно або його температура не відповідає нормативній.
4. Обтиск. Його причиною стає порушення форми при транспортуванні, збиранні, заливанні та ін.
5. Подутість. Утворюється через те, що форма була недостатньо щільною та не змогла витримати масу металу. Часто утворюється у сталі й чавуні.
6. Перекіс класичний або стрижневий. У цих випадках відбувається зміщення частин форми або отворів через перекіс. Зазвичай причиною стає неполадка оснащення.
7. Різностінність. Товщина стінок у заготівлі різна. Це виявляється візуально. Основні причини – погано зібрана форма, наявність пошкоджень в оснащенні.
8. Залив стрижневий. Проєктний отвір або порожнина заповнюється металом. Відбувається це через пошкодження або обвалення стрижня.
9. Жолоблення. Утворюється так звана лінза, яка може бути опуклою або увігнутою. Характерна для виробів з плоскою, рівною поверхнею. Зазвичай виникає через напруги, що діють при охолодженні.
10. Вилом. Утворюється при видаленні стрижня або ливникової системи, а також при неправильному зберіганні, транспортуванні або очищенні виробу.
11. Заріз. У цьому випадку контур деталі спотворюється при зачищенні, обрубуванні або видаленні ливника.
12. Вихід металу. У деталі виникає порожнеча, покрита тонкою кіркою. Решта металу йде у форму або витікає з неї.
13. Прорив. Форма виливка спотворюється, вона може бути виконана не повністю.

Більшість цих дефектів можна виправити, крім втрати форми.

Дефекти поверхні

Зазвичай вони виникають через те, що при контакті розпеченого металу та форми відбуваються різні складні фізико-хімічні процеси. Розглянемо їх більш ретельно:

1. Пригар. На поверхні утворюється щільний, погано відокремлюваний шар. Він зазвичай з’являється при роботі з важкотопними металами при заливанні їх до піщаних форм.
2. Окисл. На поверхні через тривалу термообробку з’являється тонкий шар окислення.
3. Шорсткість. Зазвичай утворюється через те, що при контакті металу та форми виділяються бульбашки газу.
4. Спай. На поверхні утворюються характерні поглиблення округлої форми. Це відбувається через те, що порції металу, що подаються через ливники до форми, з’єднуються не повністю. Це може відбуватися через низьку температуру розплаву або через порушення техпроцесу.
5. Плена. Зверху на деталі утворюється окремий шар оксидів або металу. Це відбувається через те, що заливання проводилося нерівномірно.
6. Складчастість. На заготівлі з’являються хвилі. Зазвичай така ситуація виникає у разі теплової деформації поверхневого шару або поганої плинності розплаву.
7. Ужимина. Це невелике поглиблення, краї якого заповнюються формувальною сумішшю. Причиною стає окислення форми при різкому впливі розплаву.
8. Скипання. На певній частині деталі видне скупчення численних наростів і раковин. Причому вони можуть бути як на поверхні, так і всередині заготівлі. Причиною стає високий рівень пароутворення при зволоженні частин форми або стрижня.
9. Засміченість. На поверхні виробу залишаються вкраплення формувального матеріалу через погане трамбування або з інших причин.
10. Наріст. Зазвичай з’являється у разі, якщо форма була частково пошкоджена. Найчастіше наріст можна просто зрізати або сточити.
11. Просічення. Це невеликі смужки металу, які виникають тоді, коли в формі є тріщини.

Це лише частина поверхневих дефектів. Існують й інші: груба поверхня, заливи та ін.

Наявність неоднорідності

Розглядаючи класифікацію дефектів за ДЕСТ, треба обов’язково згадати несуцільності, які іноді виникають в тілі деталі, що виготовляється. До них відносять:

1. Гарячу тріщину. Вона проявляється у вигляді щілини, що має ламану форму, оскільки дефект виникає на межах кристалів. У більшості випадків він утворюється у виливках через погану усадку при затвердінні сплаву.
2. Холодну тріщину. Це розрив, що виник на затверділій поверхні. Зазвичай він має пряму форму. Утворюється через високі внутрішні напруги.
3. Раковину усадкову. Являє собою порожнину з грубою або окисленою поверхнею. Виникає через погано продуману або недостатню ливникову систему.
4. Раковину газову. Зазвичай схожа на сферу з гладкою поверхнею. Виникає через утворення газів, що виділяються при контакті з формувальною сумішшю розпеченого металу.
5. Раковину ситоподібну. Схожа на пористість у вигляді тонких, довгих раковин, які зазвичай розташовані під поверхнею заготівлі. Причиною є водень, який присутній в розплаві, що застигає.
6. Пористість усадкову. На поверхні заготівлі утворюються численні пори. Вони виникають через те, що сталася усадка металу або живлення було погано організоване. Якщо заготівля робиться з чавуну, то може виникнути так звана графітова пористість.
7. Утяжину. Механічний дефект, який являє собою невелике поглиблення на поверхні. Причина – погане живлення ливарної форми.
8. Наявність піщаної раковини. Утворюється через неправильне формування або недостатню міцність форми. Також може виникнути шлакова раковина.

Це далеко не повна класифікація дефектів металів і виливків із них. Більш детальну інформацію можна отримати в ДЕСТах.

Наявність включень

Останньою групою є включення, що являють собою металеві або неметалеві частинки, які потрапили в деталь. До цієї групи належать:

1. Корольок. Так називають кулясті шматочки металу, які є бризками, що потрапили до форми при неправильному заливанні. Вони не сплавляються з основною площиною.
2. Металеві включення. Утворюються через погане перемішування складу та низьку гомогенізацію суміші.
3. Неметалеві включення. Виникають через пошкодження форми, при хімічних процесах під час плавлення та контакту з формувальною сумішшю.

У більшості випадків вони виникають через порушення техпроцесу.

Структурні невідповідності

Зазвичай утворюються через наявність масивних частин або тонких стінок. До них належать:

1. Вибіл. Виникає при роботі з сірим чавуном через те, що в структурі присутній вільний цементит. Найчастіше його видно на тонких перетинах. Утворюється в складах неправильної конфігурації за хімічними властивостями.
2. Ліквація. Поширене явище, яке пов’язане зі збагаченням певної зони деталі домішками або компонентами розплаву. Виникає при усадкових процесах через вибіркову кристалізацію.
3. Флокен. Тіло виливка розривається через те, що в ньому багато водню, а також виникають внутрішні напруги.

У більшості випадків усі перераховані вище дефекти виникають через недотримання технології, при усадці та через наявність помилок при створенні або проєктуванні форм.