Затвердевание отливки

Затвердевание расплава в форме является специфической особенностью литейной технологии, отличающей ее от любой другой, применяемой в ма­шиностроении. Для литейщиков она предстает сложной научно-производственной проблемой обеспечения качества отливок.

Затвердевание обусловлено отводом теплоты от расплава в форму, в охла­ждающемся расплаве зарождаются и растут кристаллы.

Этот процесс сопровождается:

1. Диффузионным перераспределением растворимых в сплаве компонентов и присутствующих в нем примесей между образующейся твердой фазой и незатвердевшим расплавом.

2. Фильтрацией расплава между растущими кристаллами вследствие объемной усадки затвердевающего сплава.

3. Деформацией отливки вследствие развития линейной усадки отливки и сопротивления ей со стороны формы и стержней.

От числа кристаллов, их формы и преимущественной ориентировки за­висят предельные служебные свойства отливки. Перераспределение раство­римых компонентов и примесей в сплаве между твердой и жидкой фазами приводит в неоднородности химического состава отливки; в массивных отливках - к появлению ликвационных дефектов. Неполнота фильтрации расплава между растущими кристаллами вызывает образование газоусадочной пористости и усадочной рыхлоты в теле отливки. Все это существенно снижает те свойства отливки, которые определяются ее кристаллическим строением. Избавиться от многих из перечисленных дефектов можно лишь одним путем - устранением дефицита расплава при питании затвердевающей отливки от таких дополнений ее конфигурации, как прибыли, питающие бобышки и т. п. В этой связи для большинства способов литья и конструкций машиностроительных отливок проблемой практического осуществления литейной технологии является проблема получения плотной отливки.

В процессе развития литейного производства, т. е. создания и практиче­ского использования различных способов литья для решения задач разви­вающегося машиностроения, эта проблема не претерпела заметных изменений, как в постановке, так и в своем составе. Прибыли и бобышки оставались - повышалась лишь эффективность их «работы» увеличением давления в прибылях, утяжелением расплава электромагнитными полями, центробежным ускорением, использованием вибраций, ультразвука и тому подобных средств. При помощи таких средств пытались не только повысить плотность отливок, но и уменьшить число и объем прибылей и бобышек и этим увеличить выход годного литья.