Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2018

Розмір шрифту: 
НОВІ СПОСОБИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ВИЛИВКІВ З ЧКГ
В. C. Дорошенко

Остання редакція: 2018-04-26

Тези доповіді


За ДСТУ 3925-99 відповідність марці литого чавуну з кулястим графітом (ЧКГ) встановлюють на зразку Æ10 мм і довжиною 98 мм. З литої проби вирізають 1/5 частину – заготовку в перетині (мм) 25×40, і на металорізальних верстатах вирізають циліндричну пробу, переводячи близько 90% цієї заготовки у стружку. Якщо дозволено на кресленні виливка, допускаються зразки інших розмірів. Виробник литва з ЧКГ повинен мати обладнання та апаратуру (чи доступ до них) і визначати на стандартних чи інших допустимих зразках механічні властивості згідно марки ЧКГ (σв, σ0,2 та δ) кожного результату сфероїдизувального модифікування; за цими числами метал виливка вважають якісним, бо інакше він може бути бракованим. Умови визначення марки ЧКГ досить непрості, що утруднює виготовлення з нього виливків, особливо в малих та середніх ливарних цехах. Лише за наявності вказаного обладнання, апаратури і підготовленого персоналу для виготовлення проб та проведення на них випробовувань механічних властивостей можна отримати показники марки (якості) ЧКГ і лише готових виливків, бо тривалість цих робіт довша ніж тривалість знаходження рідкого ЧКГ в ковші без втрати результатів модифікування при найбільш поширеному ковшовому модифікуванні чавуну (близько 90% від загальної кількості ЧКГ). Тому підстави, що з ковша у ливарну форму заливається ЧКГ потрібної марки, можуть відповідати лише непрямим ознакам якості ЧКГ з високим ступенем суб’єктивізму окремих ливарників, що не гарантує низького рівня браку виливків. При модифікуванні у формі взагалі у форму заливають чавун, що не є ЧКГ. Для спрощення обладнання та технології випробовувань металу на пробах, скорочення тривалості випробувань для попереднього контролю якості запропоновано виливати V-, або U-подібні проби, а властивість V-проби, що складається з двох прямих гілок, визначати при стисканні вільних кінців цих гілок і зменшенні кута між ними до контактування цих гілок. А також V-пробу можуть виливати з тим більшим кутом між двома гілками, чим більша величина відносного видовження δ (%) ЧКГ у виливку згідно марки його ЧКГ. Обґрунтування таке, що ЧКГ отримують сфероїдизуючим модифікуванням рідкого вихідного чавуну, який за відсутності ефекту модифікування дасть в переважній більшості випадків виливок з чавуну з пластинчастим графітом (ЧПГ). По суті, якісний метал (не бракований) виливка буде тоді, коли пройшло модифікування потенційного ЧПГ в достатній мірі і кулястий графіт залишився у твердому виливку. В ЧПГ пластини графіту з гострими краями зменшують живий перетин металевої матриці сірого чавуну і є внутрішніми концентраторами напружень, які сприяють зародженню і розвитку тріщин. Для ЧПГ, як правило, δ не перевищує 0,5…1,0% і стандартом не гарантується. Мінімальне δ (за ДСТУ 3925-99) ЧКГ складає 2…22%, тому ЧПГ в цілому більш крихкий і при згинанні проби ламається, а ЧКГ значно більш в'язкий і при згинанні проби гнеться. На порівнянні властивостей проб цих типів чавуну з різною формою графіту ґрунтується їх випробування. Стисканням V-, або U-проби і згинанням вільних кінців її двох гілок визначають ламається чи згинається проба. Також експериментально вибирають максимальний кут для V-проби для мінімального δ відомого стандартного ЧКГ при згинанні до стику гілок проби для якісного ЧКГ, а при ламанні проби метал бракують. За ДСТУ 3925-99 зразок має товщину 10 мм, то виливали V-проби не товще 10 мм, а для більш тонкостінних виливків допустимі проби за товщиною виливка. Для випробовування стисканням таких проб без спеціального обладнання навіть досить слюсарних тисків (лещат), наприклад, типу "MaxSteel" моделей 1-83-066, -067, -068, що продаються в Україні та мають, відповідно, силу стиснення 1400, 1800 та 2200 кг і розкриття губок на 100, 125 і 150 мм. Спосіб такого контролю планується перевірити і для інших металів, а литу U-пробу перевірити для випробування як камертону, порівнюючи якість звуку (що дзвенить) від проби з ЧКГ відомої марки, тоді як для ЧПГ звук швидше нагадує тріск коротшої тривалості.


Full Text: PDF