Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf

чинами несоответствия размеров отливки чертежным размерам мо­ гут быть: неправильно заданные припуски .на усадку .и механическую обработку, 'Использование неправильной или изношенной модельной и опочноіі оснастки, слабая набивка и большой металлостатический напор, неправильная сборка форм а простановка стержней, небреж­

ная обрубка и обдирка отливок и т. д.

Надежность и долговечность работы литой детали в конечном счете зависят от качества металла, которое определяется соответст­ вием его химического состава расчетному, структурой и физико-ме­ ханическими свойствами.

Рис. 77. Установка для выбивки стержней с помощью электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) :

[Причинами несоответствия химического состава металла отливки расчетному могут быть: неправильный химический анализ шихтовых материалов, небрежное хранение шихтовых материалов, неправильный расчет шихты, нарушение режима плавки.

Следует организовать тщательный контроль качества всех мате­ риалов, используемых в шихте (свежие металлы и возврат), хра­ нить их строго по маркам, не допуская перемешивания, рассчиты-

204

куляціионный термический агрегат ПАП-4М, который выпускается се­ рийно. Агрегат обеспечивает более высокие технологические и эко­ номические показатели по сравнению с показателями существующего термического оборудования. Так, сокращается расход энергии в 3— 4 раза; число потенциометров в 2—3 раза, пускорегулирующей агапа-

ботки перед запуском в серийное производство), а так­ же деталей при изменении технологического процесса. Разрушающий метод предусматривает определение химического состава материала отливки, изучение ее макро- и микроструктуры, а также определение механи­ ческих свойств образцов, вырезанных из тела отливки.

207

К неразрушающим методам контроля относятся сле­ дующие методы: визуальный, рентгеновский, гаммацѳфектоскопия, ультразвуковой, цветная дефектоскопия, люминесцентный, контроль качества поверхности и гер­ метичности. Визуальному осмотру подвергают все отлив­ ки после удаления литников и прибылей. 'При визуаль­ ном осмотре выявляется большинство пороков.

Рентгеновский метод контроля отливок основан на следующем: интенсивность прошедших через отливку лучей обратно пропорциональна толщине просвечивае­ мых сечений; при равной толщине стенок отливки ин­ тенсивность обратно пропорциональна плотности мате­ риала. При просвечивании сложных отливок с сечения­ ми разной .толщины на рентгенограмме получаются участки различной плотности, что может затруднить ее расшифровку. В таких случаях отливку разбивают на отдельные участки и подбирают режимы просвечивания для каждого участка. Иногда для выравнивания степени плотности рентгенопленки используют компенсаторы, в качестве которых (рис. 81) применяют фольгу тяжелых металлов (Си, Pb, Sn), смесь пластилина с порошком просвечиваемого материала или же раствором хлори­ стого бария в воде (35 ч по массе ВаС12 на 100 см3 во­ ды) [70].

Оптимальные режимы просвечивания определяют из графиков экспозиций, представляющих собой зависи­ мость экспозиции от толщины материала при определен­ ных факторах (анодное напряжение, тип рентгеновской трубки, фокусное расстояние, сорт пленки, степень по­ чернения) .

Рентгеновский метод наиболее эффективен для конт­ роля внутренних дефектов в отливках из алюминиевых сплавов. Он обладает высокой чувствительностью, им возможно определять характер и размеры дефекта. Од­ нако производительность этого іметода контроля невысо­ ка, что обусловлено длительными экспозициями при про­ свечивании отливок, а также большими затратами вре­ мени на фотообработку и сушку рентгеновской пленки.

Метод радиационной интроскопии [71] (обнаруже­ ние дефектов в материалах с использованием преобра­ зователей ионизирующих излучений в видимый свет и телевизионной техники) позволяет получать изображе­ ния дефектов контролируемых деталей в момент их

208

просвечивания. Кроме того, он позволяет определять глубину залегания дефектов в изделии во время его просвечивания без снижения скорости контроля. На рис. 82 приведена схема просвечивания отливки рентге­ новскими лучами с применением электронно-оптиче­ ского преобразователя (ЭОП) [72].

Ullllilll

проходят через диафрагму 3 и отливку 4, а затем па­ дают на стенку электронно-оптического преобразовате­ ля. В корпусе преобразователя на алюминиевой стенке 5 размещен экран 6 и фотокатод 7. Рентгеновские лучи, падая на экран 6, вызывают его свечение. Световые изо­ бражения действуют на фотокатод, который испускает электроны, фиксируемые электродами 5 и 9 на выход­ ном люминесцирующем экране 10.

209

Схема просвечивания отливки гамма-лучами пока­ зана на рис. 83. Ампула / с источником гамма-лучей находится в защитном контейнере 2. Исследуемая от­

ливка 3 помещается над фотопленкой 4; наибольшая ин­ тенсивность гамма-лучей будет в месте дефекта 6, так как здесь они встречают меньшее сопротивление среды. Поэтому на фотопленке в месте проекции дефекта бу­ дет наблюдаться потемнение 5.

Недостаток этого метода контроля— сложность вы­ явления мелких трещин, а также необходимость на­ дежной защиты от радиоактивного излучения.

Контроль качества отливок при помощи ультразвука основан на поглощении и отражении звуковых волн в твердых телах. В объект вводится направленный поток колебаний сверхзвуковой частоты, идущих от специаль--

2)0

i-io.ro генератора. Необходимая частота определяется состоянием поверхности, величиной зерна исследуемого материала и размерами ожидаемых пороков. Для об­ наружения мелких пороков необходимы большие часто­ ты, однако с увеличением частоты усиливается влияние других факторов, уменьшающих чувствительность ме­ тода, так что именно от них зависит верхний предел

'Применяемых частот.

Для излучения и приема ультразвуковых волн при­ меняют обычно пьезоэлектрические преобразователи (кварц, титанат бария, сульфат лития и др.), которые монтируют в искательных головках, служащих для по­ иска дефекта в контролируемом изделии. В ультразву­ ковых дефектоскопах применяют искательные головки раздельного и совмещенного типа. В раздельных голов­ ках функции излучателя и приемника выполняют раз­ личные пьезоэлементы, в совмещенных—один и тот же.

Упругие волны от искательной головки в контролиру­ емое изделие и обратно передаются контактным, им­ мерсионным или бесконтактным способом. В первом случае ультразвуковые волны проходят через слой жидкости (контактной смазки) толщиной менее длины

ческого контакта используется толстый слой жидкости, для чего контролируемое изделие погружают в ванну, или применяются специальные головки с заполненным жидкостью промежутком. При бесконтактном способе излучение и прием ультразвуковых колебаний осущест­ вляется через слой воздуха.

Для выявления внутренних и поверхностных дефек­ тов в .полуфабрикатах и деталях несложной формы ши­ роко применяется эхо-метод, основанный на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов упругих колебаний и приеме отраженных эхо-сигналов. Этот метод —один из наиболее универсальных в дефектоско­

(рис. 84) работает следующим образом. Генератор электрических импульсов 1 возбуждает пьезопреобразователь искательной головки 2, излучающий импульсы

211

упругих колебаний в контролируемое изделие. Упругий импульс распространяется в изделии в виде направлен­ ного пучка, достигает противоположной грани (дна), отражается от нее и возвращается на искательную го­ ловку. Пьезоэлемент головки 2 преобразует часть при­ нятой ультразвуковой энергии в импульс электрическо­ го напряжения, который усиливается приемником 3 и подается .на пластины электроннолучевой трубки 6, вы-

зывая отклонение луча по вертикали. Одновременно с генератором электрических импульсов хронизатор'4 за­ пускает развертку 5, отклоняющую электронный луч в горизонтальном направлении. Весь цикл периодически повторяется много раз в секунду. Начальный сигнал

(Н) в левой части экрана трубки соответствует моменту посылки импульса в изделие. Донный эхо-сигнал (Д) сдвинут относительно начального (Н) на время, необ­ ходимое для прохождения упругих волн до нижней гра­ ни и обратно. При наличии дефекта, эхо-сигнал от него (Дф) достигает головки раньше и виден на экране меж­ ду начальным и донным импульсом.

Вторым широко распространенным методом ультра­ звукового контроля является теневой метод, основан­ ный на ослаблении интенсивности прошедших через из­ делие ультразвуковых волн при наличии дефекта на пути ультразвукового пучка. Теневой метод применяет­ ся в обычном и зеркальном вариантах. В обычном ва­ рианте (рис. 85) излучающая головка /, возбуждаемая генератором 2, посылает ультразвуковые волны в изде-

212

сигналы, усиливаемые усилителем 5. Уровень принятых сигналов оценивается по выходному индикатору 6. При отсутствии дефекта ультразвуковые волны свободно проходят через контролируемое изделие. Дефект отра­ жает часть энергии ультразвукового пучка и снижает интенсивность волнового поля у приемной головки, что фиксируется по уменьшению показаний выходного инди­ катора 6. Обычный вариант теневого метода требует двустороннего доступа к контролируемому изделию, для зеркального же варианта достаточен односторонний до­ ступ.

Ультразвуковая дефектоскопия является высоко­ производительным и чувствительным методом контроля. Пока этот метод нашел широкое применение для опре­ деления качества заготовок и деталей несложной фор­ мы. Однако проведенные теоретические и эксперимен­ тальные исследования убедительно показывают воз­ можность применения ультразвука для контроля каче­ ства достаточно сложных по конфигурации деталей. Для этого применяют искательные головки с контактны­ ми поверхностями, выполненными по форме участка де­ тали, через которую вводятся ультразвуковые колеба­ ния. Кроме того, этот метод является эффективным для контроля деталей в условиях эксплуатации и позволяет обнаруживать дефекты (усталостные трещины и др.) на ранних стадиях их образования.

Наиболее чувствительными методами контроля на­ ружных дефектов алюминиевых отливок являются ка­ пиллярные методы: цветная дефектоскопия и люминес­ центный контроль. Оба метода основаны на капилляр­ ном проникновении жидкости, обладающей большой смачивающей способностью, в полости наружных де­ фектов отливок. В смачивающую жидкость вводят либо краситель (цветная дефектоскопия), либо люминесцирующую добавку (люминесцентный метод). Технологи­ ческий процесс контроля капиллярными методами со­ стоит из следующих операций: подготовка отливки, нанесение проникающей жидкости, удаление излишков жидкости с поверхности, нанесение на поверхность от­ ливки вещества с большой адсорбционной способностью (проявление дефекта) и осмотр отливки.

213