- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СВОЙСТВА И СОСТАВ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ
- •1.1. Общие свойства керамики
- •1.1.1. Микроструктура
- •1.1.3. Механическая прочность
- •1.1.4. Модуль упругости
- •1.2.2. Ползучесть
- •1.2.3. Длительная прочность
- •1.3. Теплофизические свойства керамических материалов
- •1.3.1. Теплопроводность
- •1.3.2. Термическое расширение
- •1.4. Термические свойства керамики
- •1.4.1. Огнеупорность
- •1.4.2. Термическая стойкость
- •1.6. Состав и свойства материалов для керамических стержней
- •1.6.1. Огнеупорные материалы
- •1.6.2.Связующие вещества
- •2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ
- •2.1. Основные стадии производства керамики
- •2.3. Прессование стержней
- •2.3.1. Требования к шликерам
- •2.3.2. Прессование
- •2.3.3. Оборудование для прессования стержней
- •2.3.4. Подготовка стержнй"сыРПа к обжигу
- •2.4. Обжиг ст<Фжней
- •2.4.4. Процессы спекания и обжиг керамики
- •2.4.5. Жидкостное спекание
- •2.4.6. Твердофазовое спекание
- •2.4.7. Факторы, определяющие режим обжига изделий
- •2.5. Изготовление стержней лопаток
- •2.5.1. Подготовка исходных материалов
- •2.5.2. Приготовление пластификатора
- •2.5.3. Приготовление термопластичной массы
- •2.5.4. Прессование керамических стержней
- •2.5.5. Рихтовка сырых стержней
- •2.5.6. Изготовление образцов-свндетелей
- •2.5.7. Упаковка сырых стержней в короба
- •2.5.9. Выгрузка коробов из печи и стержней из коробов
- •2.5.10. Определение прочности образцов
- •3.2. Классификация восковых масс по назначению
- •3.2.1. Модельные массы
- •3.2.2. Литниковые массы
- •3.2.3. Водорастворимые массы
- •3.2.4. Специальные модельные массы
- •3.3. Свойства восковых масс и их влияние на качество моделей и отливок
- •3.4. Мониторинг дефектов восковых моделей
- •4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ
- •4.1. Требования к керамическим оболочковым формам
- •4.1.1. Точность воспроизведения конфигурации моделей
- •4.1.3. Термическая стойкость
- •4.1.4. Газопроницаемость и газотворность
- •4.1.5. Химическая стойкость и инертность
- •4.2. Материалы для оболочковых форм, их характеристика и подготовка
- •4.2.1. Основа оболочковых форм
- •4.2.2. Связующие материалы оболочек
- •4.3. Технологический процесс формирования огнеупорной оболочки
- •4.3.1. Приготовление связующего раствора
- •4.3.2. Приготовление огнеупорной суспензии
- •5. ЛИТЕЙНЫЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
- •5.1. Требования к жаропрочным материалам
- •5.2. Классификация жаропрочных сплавов на основе никеля
- •5.3. Основные структурные составляющие никелевых сплавов
- •5.4. Основные направления увеличения прочности сплавов на никелевой основе
- •5.5. Легирование литых жаропрочных сплавов
- •5.6. Термообработка никелевых жаропрочных сплавов
- •6.4.2. Восстановление неметаллических включений
- •6.5. Технологические приемы повышения свойств литых жаропрочных сплавов
- •6.5.1. Поверхностное модифицирование
- •.6.5.2. Модифицирование сплава дисперсными частицами тугоплавких элементов
- •6.5.3. Высокотемпературная обработка расплава
- •7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОНКОСТЕННЫХ ГАБАРИТНЫХ
- •ОТЛИВОК
- •7.1. Влияние технологических параметров на заполняемость литейных форм металлом
- •7.1.1. Полнота удаления модельного состава из форм
- •7.1.2. Полнота удаления газотворных составляющих
- •7.1.3. Состояние поверхности лицевого слоя оболочки
- •8.3. Внутренние дефекты отливок
- •8.4. Несоответствие по геометрии
- •8.5. Прочие виды дефектов лопаток
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ ОТЛИВОК АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Основные причины образования дефекта:
-использование дефектных стержней или стержней, изготовленных с нарушением технологии;
-нетехнологичная конструкция отливки, неправильный выбор спосо ба фиксации стержня в модели и в форме, способа удаления моделей из форм.
Несплошность отливки вызывается смещением (деформацией) жере бейки.
Дефект выявляется визуально по свечению при люминесцентном кон троле в зоне расположения жеребейки. Для выяснения причины дефекта отливку разрезают.
Основные причины образования дефекта:
-использование дефектной жеребейки (плохая сварка, несоответствие химического состава);
-неправильная фиксация жеребейки на стержне;
-смещение жеребейки на стержне при изготовлении моделей;
-повышенная температура металла при заливке формы.
8.3. Внутренние дефекты отливок
Горячая трещина - дефект в виде разрыва или надрыва тела отливки усадочного происхождения, возникший в интервале температур затверде вания.
Трещина располагается обычно по границам кристаллов, имеет не ровную (рваную) окисленную поверхность, на которой иногда видны дендриты.
Крупные трещины выявляются визуально, мелкие дефекты вызывают свечения при люминесцентном контроле. Дополнительно для определения вида дефекта, причины образования и размера проводят исследование из ломов и ми1фошлифа.
Основные причины образования трещин:
-нетехнологичная конструкция отливки (резкие переходы от толстых сечений к тонким), назначение технологического процесса без учета осо бенностей отливки;
-недостаточная податливость;
-повышенная прочность форм, большое число слоев покрытий;
-перегревы металла, несоблюдение режима охлаждения отливки в форме, небрежности в работе (удары и пр.).
Холодная трещина - дефект в виде разрыва тела затвердевающей или затвердевшей отливки, возникший вследствие внутренних напряжений или механического воздействия.
Холодная трещина имеет обычно чистую светлую или слегка окис ленную зернистую поверхность.
Дефект выявляется визуальным и люминесцентным контролем. До полнительно изучают излом, микроструктуру.
Основные причины образования холодных трещин:
- те же, что и причины образования горячих трещин. Внутренние на пряжения, возникшие в горячих отливках, возрастают при охлаждении от ливок до комнатной температуры;
-недоработка технологии отливки керамики на механизированной установке;
-нарушение технологии отливки керамики (повышенная мощность, время), небрежности в работе, при транспортировке;
-неисправность оборудования для отбивки керамики.
Рыхлота, усадочная пористость - дефекты в виде открытой или за крытой полости с грубой шероховатой, иногда окисленной поверхностью, образовавшейся вследствие усадки металла при затвердевании. Дефекты могут быть в виде скопления мелких пор и иметь дендритную структуру.
Рыхлоты выявляются визуально, люминесцентным и рентгенографи ческим контролем. Для уточнения вида дефекта и определения размеров проводят исследование излома, макро- и микрошлифов.
Основные причины образования дефектов:
-нетехнологичная конструкция отливки, недостаточное питание от ливки при кристаллизации из-за недоработки конструкции литниковой системы;
-недостаточное питание отливки вследствие недолива металла в ча
шу стояка или прорыва металла из формы; - высокая температура металла, низкая температуры формы перед за
ливкой.
Газовая раковина - дефект в виде открытой или закрытой полости с чистой гладкой поверхностью, иногда окисленной, образованный выде лившимися или внедрившимися в металл газами. Раковины могут быть одиночными, групповыми и в виде сыпи.
Дефект выявляется визуальным или рентгенографическим контролем. Дополнительно исследуют микрошлифы, излом.
Основные причины образования дефекта:
-некачественное удаление модельной массы из форм;
-попадание газотворных составляющих (гипс, мел и др.) в материалы
формы, стержня;
-недостаточные температура и время прокалки форм перед заливкой;
-повышенна*? газонасыщенность сплава вследствие использования загрязненной шихты, недостаточная прокалка тигля, заливка форм высо
кой или прерывистой струей;
-конструкция литниковой системы не обеспечивает полное удаление газов и спокойную, без завихрения потока металла, заливку форм с опре деленной скоростью.
Засор - открытые или закрытые полости в теле отливки, образованные материалом формы, остатками связующего.
Дефект выявляется визуально. Мелкие засоры вызывают свечения при люминесцентном контроле. Дополнительно исследуют излом, микрошлиф.
Основные причины образования дефекта:
-засоренность модельной массы керамическими материалами;
-нетехнологичная отливка. В литниковой системе имеются места, доступ к которым при припайке моделей к блоку и контроле затруднен;
-небрежная работа сборщиков моделей; смывание струей металла ке рамических заусениц в полости формы, образовавшихся в результате по падания суспензии в зазор между моделями и литниковой системой;
-попадание связующего суспензии через поры плохо пропитанных парафином стержней к дефектам во внутренней полости моделей;
-выкрашивание кромок внутреннего слоя формы металлической державкой;
-небрежная очистка края литниковой чаши от остатков формовочных материалов, приводящая к их попаданию в полость формы.
Шлаковая раковина - дефект в виде открытой или закрытой полости в теле отливки, образованный остатками керамики в шихте, материалом тиг ля или продуктами их взаимодействия с металлом (шлаками).
Вотличие от засора шлаковая раковина выглядит как окисленный ме талл (темно-коричневый цвет, зеленоватый оттенок). По микрошлифу де фекта выявляется более глубокий слой металла с измененной структурой или наличие растворенных шлаков.
Дефект определяется визуально, мелкие дефекты вызывают свечения при люминесцентном контроле. Дополнительно исследуют излом, микро шлиф.
Основные причины образования дефекта:
-использование тигля с разрушениями внутреннего слоя (осыпание, трещины);
-использование шихты с остатками керамических материалов.
Плена - включения окисного характера на поверхности и внутри от ливки. Плены образуются обычно окислами хрома, титана, алюминия и другими элементами, трудно растворимыми при температурах заливки.
Плены выявляются при люминесцентном контроле в виде одиночных или групповых точечных или штриховых свечений. Для определения вида и размера дефекта исследуют излом и микрошлиф. По микрошлифу плены выявляются в виде темных линейных включений с плавными извилинами, закруглениями.
Основные причины образования дефекта:
-использование металла, загрязненного пленами;
-взаимодействие металла, оставшегося в тигле, с воздухом при от крывании крышки заливочной установки для загрузки шихты;
-некачественные раскисление и разгон плены, медленная заливка
форм;
-большое натекание в заливочную камеру;
-конструкция литниковой системы, не обеспечивающая улавливание плен в чаше.
8.4. Несоответствие по геометрии
Коробление - деформация отливки, вызывающая отклонение ее раз меров от чертежных под влиянием напряжений, возникающих при охлаж дении или механическом воздействии.
Коробление определяют замеряя отливки лекальной линейкой, шаб лонами или другими приспособлениями.
Основные причины образования дефекта:
-исходное коробление моделей;
-нетехнологичная конструкция литниковой системы, приводящая к образованию термических и усадочных напряжений;
-нарушение технологии охлаждения отливки после заливки (резкое охлаждение);
-большая сила удара и длительное время при отбивке керамики на механизированной установке. Небрежности в работе при отбивке керами ки, обрезке, транспортировке отливок.
Разностенность - дефект в виде увеличения или уменьшения толщи ны стенок отливки вследствие смещения или деформации стержня.
Отличительным признаком разностенности является постоянная для данной точки отливки сумма толщин стенок лопатки и стержня.
Дефект выявляется ультразвуковым методом контроля толщины сте нок. Для исследования дефекта проводят разрезку отливки.
Основные причины образования дефекта:
-использование стержней с короблением;
-неправильный выбор способа фиксации стержня в модели и в фор
ме;
-повышенная температура металла при заливке форм;
-несовершенство технологического процесса изготовления стержней, использование стержней, изготовленных с отклонением от технологии.