Изготовить качественную отливку — это значит получить отливку, форма и размеры которой соответствуют предписаниям, которая не содержит недопустимых наружных и внутренних дефектов и обладает требуемыми механическими, технологическими, структурными и другими свойствами. Целый ряд этих свойств тесно связан с наличием посторонних частиц (включений) в разливаемом материале. Именно поэтому от таких частиц стараемся избавляться.
Включения могут иметь различное происхождение и в расплав могут попасть в течение всего процесса плавки и разлива жидкого металла.В зависимости от способа возникновения подразделяются на:
- Включения экзогенные, которые в металл попадают снаружи, например, вследствие эрозии футеровки печи, выпускных желобов или ковша или в виде частиц первичного шлака, возникшие от окисления воздушным кислородом.
- Включения эндогенные — т.н. внутренние, образующиеся в металле в результате металлургических реакций во время разлива или затвердевания.
Включения при температуре разливки бывают в твердом, жидком или полужидком (вязком) состоянии. Некоторые имеют форму компактных частиц, другие в основном образуют плёнку небольшой толщины, но с большим размером поверхности. Некоторые представляют собой скорее единичные частицы, другие собираются в связные формации. Некоторые с микроструктурой сплава не связаны, другие собираются главным образом в полостях между зернами. В зависимости от их состава различают включения металлические и включения неметаллические. Неметаллические включения в отливках встречаются намного чаще, а их действие, как правило, наносит больший вред, чем действие включений металлических.
Включения в отливке негативно проявляются несколькими способами:
Ухудшение качества поверхности отливки — включения вредны уже тем, что ухудшают даже внешний вид поверхности отливок, но особенно тем, что могут доходить до значительной глубины отливки. Избавиться от такого дефекта и дорого и трудоемко.
Ухудшение механический свойств. Включение — это посторонняя частица, которая нарушает металлическую решетку сплава, что приводит к ухудшению механических свойств, особенно пластичности и выносливости. Отрицательное действие кроме количества включений зависит еще и от размера включений и их формы. Особенно вредны включения, образующие плёнку. Они нарушают структуру металла на больших площадях, кроме того оказывают влияние надреза.
Ухудшение обрабатываемости — большинство неметаллических включений имеет высшую твердость, чем основной сплав. В результате худшей обрабатываемости ухудшается качество обработанной поверхности, снижается режущая способность и очень большое уменьшение долговечности обрабатывающих инструментов.
Неплотность отливок — как правило, возникает в связи с наличием включений типа оксидных пленок. И тогда в отливках, это особенно касается отливок, подвергаемых сжимающей нагрузке, напорная среда проникает сквозь стену отливки вдоль включений.
Газовая пористость — такой дефект вызывается либо непосредственно наличием включений, если включение химически реагирует с металлом с образованием газа, либо косвенно из-за того, что включения могут служить подходящим материалом для образования зародышей газовых раковин во время затвердевания. Зачастую устранив включения, решается и проблема газовой пористости. Включения, присутствующие в отливке, лучше всего устраняются при помощи фильтрования, для чего на пути расплава металла вставляется соответствующий тип фильтра, который своими свойствами отвечает свойствам металла и типу его загрязнения.
При помощи фильтрования можно решить все проблемы, связанные с наличием включений. От введения фильтрации в литейном цехе можно добиться прежде всего уменьшения количества брака производства и сокращения времени изготовления отливки. Именно по этим причинам фильтрация для литейного производства означает значительный экономический вклад.
С точки зрения качества дело касается увеличения механических и визуальных свойств отливки, вследствие чего литейное предприятие может свой ассортимент поправить в пользу более качественных отливок с высшей добавленной стоимостью. Благодаря этому литейное предприятие, кроме прочего, увеличивает и репутацию своей марки.