Страница 2 из 3 Для автоматического контроля и регулирования процесса охлаждения отливок создана специальная оснастка и аппаратура. Аппаратура состоит из двух блоков: блока автоматики, предназначенного для автоматической записи показаний термопар, установленных в элементах отливки, для регистрации разности показаний этих термопар и для подачи команды исполнительным механизмам, и блока исполнительных механизмов, осуществляющих регулируемое охлаждение элементов отливки смесью воды и воздуха. Применение подобных систем позволяет значительно сократить брак по трещинам, уменьшить остаточные напряжения и коробление отливок. Для уменьшения остаточных напряжений, обусловленных механическим сопротивлением отдельных участков формы и стержней, необходимо стремиться к увеличению их податливости. Большое значение имеют мероприятия, направленные на снижение уровня остаточных напряжений в готовых отливках. К таким мероприятиям относится стабилизация отливок, после которой изменение остаточных напряжений в отливке прекращается. При этом коробление отливок может прекращаться, несмотря на сохранение в них значительных остаточных напряжений. Процесс стабилизации остаточных напряжений в чугунных отливках называют старением. Естественное старение состоит в длительном вылеживании отливок на открытом воздухе. При этом внутренние напряжения в них снижаются всего на 3—12%, после чего стабилизируются. Однако коробление таких отливок практически прекращается. Механизм этого явления объясняется следующим образом. Структура всех промышленных сплавов неоднородна. Например, графит в чугуне является местом концентрации напряжений, в котором напряжения значительно превышают среднюю величину. Достигая предела текучести металлической основы чугуна, напряжения вызывают ее пластическую деформацию и с течением времени снижаются, приближаясь к среднему уровню. При этом происходит местное упрочнение металлической основы и повышение ее сопротивляемости пластическому деформированию. В результате средние значения напряжений в чугунных отливках несколько снижаются, а упрочнение металлической основы чугуна затрудняет пластические деформации и снижает склонность отливки к короблению. Обязательным условием процесса естественного старения является вылеживание отливок на открытом воздухе, где вследствие колебаний температуры в них возникают дополнительные температурные напряжения, способствующие упрочнению металлической основы. Поскольку после естественного старения в отливках есть значительные остаточные напряжения, то вследствие их перераспределения при последующей механической обработке процесс коробления возобновляется. Поэтому рекомендуется сначала подвергать чугунные отливки черновой механической обработке, а затем выдерживать их на воздухе 6—12 месяцев. После этого отливки следует подвергать получистовой обработке и снова выдерживать 3—6 месяцев на воздухе. Чаще, однако, применяют искусственное старение отливок. Наиболее распространенным видом искусственного старения отливок является низкотемпературный отжиг. В отливках сложной конфигурации даже после низкотемпературного отжига могут сохраниться значительные остаточные напряжения. В процессе механической обработки, возможно, их перераспределение и возобновление коробления отливок. Поэтому низкотемпературный отжиг лучше всего проводить после почти полной механической обработки, оставляя минимальный припуск на окончательную доводку детали. Стабилизация чугунных отливок происходит также в результате статического нагружения, при котором достигается пластическая деформация металла около включения графита и упрочнение металла.
|