Объектом исследования является деталь «Корпус вентиля запорного» (рис.1), изготавливаемая из серого чугуна (СЧ20-41).
Так как серый чугун обладает высокими литейными свойствами и служит основным материалом для получения отливок, обладает высокой жидкотекучестью, плохой свариваемостью, а рассматриваемая деталь изготавливается в условиях серийного производства, имеет одно ступенчатое отверстие, форму которого можно воссоздать с помощью стержня, то в качестве метода получения заготовки было выбрано литье в песчано-глинистые формы (ПГФ).
Заготовки из чугуна, полученные литьем в ПГФ имеют довольно низкий коэффициент использования материала (Ким) равный 0.35, также данные заготовки зачастую имеют дефекты, что может повлечь за собой большие убытки при их производстве [1].
Целью рассматриваемой работы является усовершенствование технологических процессов изготовления корпуса вентиля запорного и сборки фланцевого соединения. Для реализации данной цели поставлены следующие задачи:
1. Определение распространенных видов брака, возникающих в отливках корпусов из СЧ;
2. Усовершенствование технологического процесса изготовления корпусов вентиля запорного;
3. Определение причин сокращения срока службы уплотнения при сборке узлов;
4. Усовершенствование технологического процесса сборки фланцевого соединения.
В рамках первого этапа работы были проанализированы основные дефекты, возникающие в рассматриваемых деталях, а также методы их обнаружения и устранения.
Одними из самых распространенных типов литейного брака чугунов являются: газовые и усадочные раковины, а также пористость.
Газовые раковины представляют собой полости на поверхности или в теле отливки, образованные внедрившимися в металл или выделившимися из металла газами. Поверхность таких раковин гладкая (в отличие от усадочных). Газовые раковины могут быть одиночными и групповыми. Механизм образования газовых раковин, а соответственно и методы предупреждения связаны с источником газообразования. Если газы выделяются из формы (оболочки), то дефект образуется в виде механического проникновения и внедрения газовых пузырьков в жидкий металл с поверхности раздела металлформа (рис. 2). В случае выделения газовых пузырьков на поверхности, без их отрыва от поверхности формы, формируется дефект поверхности называемый «газовая шероховатость» (рис. 2, а, б, в).