Страттеры в литейном производстве¶

Страттеры — дефекты литых заготовок, представляющие собой тонкие металлические плёнки, языкообразные выступы или разрывы на поверхности отливки, образующиеся при заполнении формы расплавом. Относятся к группе поверхностных дефектов литья и встречаются преимущественно при литье в песчаные формы, кокиль и под давлением. Термин происходит от английского слова shatter — «разрывать, разбрызгивать»; в русскоязычной технической литературе также употребляются названия «спай», «плена» и «залив» (последний — применительно к более грубым формам дефекта).

¶Причины возникновения

Основная причина страттеров — турбулентное, разрывное движение расплава в полости формы при заливке. Когда струя металла движется с высокой скоростью и разбрызгивается, отдельные капли и брызги попадают на стенки формы, остывают и окисляются, а затем не успевают сплавиться с основной массой металла. В результате на поверхности отливки образуются тонкие плёнки и разрывы, не связанные с телом отливки.

К дополнительным факторам относят:

• недостаточную температуру расплава или формы;
• высокое содержание газов и оксидов в металле;
• неудачную конструкцию литниковой системы, при которой струя падает с большой высоты;
• повышенную влажность и низкую газопроницаемость формовочной смеси;
• слишком высокое давление заливки в литье под давлением.

¶Механизм образования

При заливке расплав, попадая в полость формы, при определённых условиях не образует сплошного фронта. Брызги, отскакивающие от стенок, окисляются на воздухе и покрываются тугоплавкой оксидной плёнкой. Когда уровень металла поднимается, эти окисленные капли оказываются на поверхности раздела, но из-за оксидной корки не сплавляются с основным объёмом. После затвердевания и извлечения отливки они отслаиваются, обнажая характерные языкообразные наплывы и разрывы.

¶Классификация

По внешнему виду и условиям образования различают несколько разновидностей:

В стандартах дефектов литья (например, ГОСТ 19200) страттеры относят к группе дефектов поверхности и классифицируют по баллам в зависимости от площади и глубины поражения.

¶Влияние на качество отливок

Страттеры ухудшают внешний вид отливки, снижают герметичность и коррозионную стойкость, а в нагруженных деталях могут служить концентраторами напряжений. В ответственных отливках (арматура, детали авиационной и автомобильной техники) наличие страттеров недопустимо и ведёт к отбраковке. В неответственных отливках дефект иногда зачищают механически, если он не выходит за пределы припуска на обработку.

¶Способы предотвращения

Меры борьбы со страттерами направлены на обеспечение спокойного, ламинарного заполнения формы:

• оптимизация литниковой системы — расширение стояка, применение щелевых и дроссельных питателей;
• повышение температуры заливки и подогрев формы;
• раскисление и дегазация расплава;
• подбор формовочных смесей с нужной газопроницаемостью;
• снижение скорости и высоты падения струи;
• применение заливки «в прибыль» или сифонной заливки снизу.

¶Диагностика

Для выявления страттеров применяют визуальный осмотр, люминесцентную и цветную дефектоскопию, а также рентгеновский контроль для внутренних спаев. На производстве дефект часто фиксируют статистически, анализируя связь между режимами заливки и долей брака.

¶Значение в технологии литья

Страттеры — один из наиболее распространённых видов брака в литейном производстве, особенно при изготовлении крупногабаритных и тонкостенных отливок. Изучение условий их образования лежит в основе расчёта литниково-питающих систем и выбора технологических режимов. Понимание природы страттеров позволяет снизить долю брака и повысить качество литых заготовок без дополнительных затрат на механическую обработку.