 |
Общие сведения о технологических процессах приготовления литейных расплавов
|
|
|
|
Изготовление кокильных отливок из серого чугуна
1. Введение
2. Получение литейных расплавов
3. Производство отливок в кокиле
4. Изготовление кокильного литья из серого чугуна
5. Заливка кокилей
6. Ремонт
7. Требование безопасности
ВВЕДЕНИЕ
За последние 20-30 лет литейщики добились больших успехов: внедрено в производство большое количество новых материалов, а также самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, что позволило разработать скоростную технологию литья и новые экономические конструкции тонкостенных и оболочковых форм; проведена большая работа по улучшению существующих и созданию новых высококачественных литейных сплавов, а также по развитию и совершенствованию специальных методов литья (кокильный под давлением, по выплавляемым моделям); созданы специализированные заводы, производящие высокопроизводительное оборудование и контрольную аппаратуру позволившие осуществить в литейных цехах комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов. Всё это резко повысило выпуск фасонных отливок, позволило превратить литейное производство в самостоятельную отрасль промышленности.
При современном уровне развития современной техники машины являются неотъемлемой частью любого вида производства. Повышая производительность труда и качество выпускаемой продукции, машины обеспечивают высокие темпы развития всех отраслей народного хозяйства нашей страны.
Машиностроительный завод состоит из ряда цехов, которые по характеру производства подразделяются на заготовительные, механические, сборочные и вспомогательные. Заготовительные цеха (литейный, кузнечный, штамповочный) производят заготовки (отливки, поковки, штамповки) а в механических цехах их обрабатывают на токарных, строгальных, фрезерных и других станках, получая всевозможные детали машин (валы, зубчатые колёса, корпуса, втулки) Объединяя эти детали в отдельные части (узлы, механизмы), в сборочных цехах завода получают машины. Вспомогательные цехи служат ремонта заводского оборудования (ремонто-механйческие), производства и снабжения механических и других цехов завода инструментами и приспособлениями (инструментальные цехи),производство модельно-литейной оснастки (модельные цехи). Производственные цехи, в свою очередь, подразделяются на отделения и участки.
|
|
|
Литейное производство является одним из самых древних видов обработки металлов.
Заготовки деталей машин и другие металлические изделия можно получать различными способами: ковкой^штамповкой, сваркой). Однако наиболее распространенным и самым дешевым способом их производства следует считать литьё, характерной особенностью которого является универсальность -возможность получать самые разнообразные по конфигурации и техническим свойствам фасонные отливки из чугуна, стали и сплавов цветных металлов.
Высокие механические и эксплутационные свойства отливок обуславливают их широкое применение в различных отраслях промышленности и особенно в станкостроении, где литьё детали составляет до 90% массы металлорежущего станка. Учитывая это, литейное производство по праву считают основой машиностроения.
Наивысшего расцвета литейное дело на Руси достигло в конце XII начале XIII века, когда стали применять двусторонние формы из твёрдых парод камня снабжение разветвлёнными литниковыми системами; формовку производили в глине, а плавку металлов - в тиглях; для контроля жидкотекучести применяли специальные технологические пробы.
Параллельно с развитием технологии литейного производства происходило освоение новых литейных материалов(сплавов), чугуна, стали, ковкого чугуна, алюминиевых, магниевых и других цветных сплавов, а также сплавов на основе редких металлов.
|
|
|
Искусство русских мастеров - литейщиков не знало соперников В России отливались самые большие в мире пушки и колокола, а также котлы, церковные украшения и другие изделия, которые отличались высоким качеством.
В настоящее время перед литейщиками Р.Б. поставлена задача по дальнейшему наращиванию темпов выпуска и повышения качества отливок.
ПОЛУЧЕНИЕ ЛИТЕНЫХ РАСПЛАВОВ
Выбор литейного сплава
Принимая во внимание, что долговечность литых деталей и машины в целом зависит главным образом от их материала, конструкторы уделяют огромное внимание выбору литейных сплавов.
Выбор вида и марки сплава производится с учетом условий эксплуатации литой детали машины. Если к детали не предъявляются повышенные требования, то для ее производства обычно выбирают | наиболее дешевый сплав, чаще всего серый чугун 2-го класса марок "Ч 12-28 и СЧ 15-32. Ответственные детали металлорежущих станов и других машин, работающих на трение при высоких силовых нагрузках, отливают из серого чугуна 1-го класса марок СЧ 21-40 выше. Для деталей, испытывающих в условиях эксплуатации ударные нагрузки, выбирают (в зависимости от их массы и назначения) высокопрочный или ковкий (чугун, а также углеродистые стали. Если |детали машин работают в условиях повышенных температур, в агрессивной и коррозионной среде, то в качестве их материала выбирают легированные стали).
Медные сплавы — бронзы и латуни отличаются высокими антикоррозионными свойствами. Поэтому для производства втулок, вкладышей подшипников и других работающих на трение литых детаей выбирают те или иные марки бронз, а для винтов теплоходов, паро- и водопроводной • арматуры (краны, вентили) — латуни В авиационной и ракетной технике, где первостепенную роль играет масса деталей и объектов, основным показателем для выбора литейного сплава является высокая удельная прочность (отношение предела прочности при растяжении к плотности), в этих отраслях широко используют легкие алюминиевые и магниевые, а также тугоплавкие титановые литейные сплавы.
|
|
|
Общие сведения о технологических процессах приготовления литейных расплавов
Заливаемый в литейную форму расплав должен иметь определенный химический состав, соответствующую производству данных отливок температуру и жидкотекучесть. Он не должен быть насыщен газами, не загрязнен шлаком и другими неметаллическими включениями. Кристаллизуясь в полости формы, литейный расплав должен обеспечить заданные свойства формирующейся отливки.
Поэтому в литейных цехах разрабатывают и тщательно осуществляют технологические процессы приготовления расплавов, которые включают следующие операции: подготовка исходных шихтовых металлических материалов, флюсов и топлива; шихтовка; плавка шихты; металлургическая обработка расплава.
В качестве исходных металлических шихтовых материалов в литейных цехах обычно используют чушковые металлы и сплавы, машинный чугунный и стальной лом, всевозможные отходы черных и цветных металлов и сплавов, а также возврат собственного производства (литники, прибыли). Кроме того, применяются специальные присадочные материалы — ферросплавы (ферросилиций, ферромарганец), а также легирующие добавки (хром, никель).
Для удобства загрузки в плавильные печи крупногабаритные металлические материалы и отходы измельчают и разрезают на более мелкие части с помощью специального оборудования (чушколомы, аллигаторные ножницы, копры.). Крупные куски флюсов (известняк) измельчают щековыми дробилками и – шаровыми - мельницами. Применяемый для плавки в вагранках кокс предварительно просеивают для отделения мелочи. Возврат литейного цеха (литники, прибыли и) подвергают очистке от приставшей формовочной смеси в барабанах непрерывного действия, что предупреждает засорение приготовляемого расплава неметаллическими включениями.
Шихтовка. Под шихтовкой понимается операция по составлению определенной весовой порции (она называется колошей) шихты — смеси исходных материалов, обеспечивающей заданный химический состав, а, следовательно, и свойства приготавливаемого расплава. Составление шихты требует от литейщика серьезных теоретических знаний и большого практического опыта. Составить шихту — значит правильно подобрать наиболее рациональные и экономичные шихтовые материалы, точно рассчитывать нужное количество каждого материала с учётом угара, заданного химического состава и требуемых свойств литейного сплава.
|
|
|
Шихтовка производится на складе шихтовых материалов из суточных бункеров с помощью специальных весов или весовых тележек Набранные колоши шихты с помощью бадей с раскрывающимся днищем скиповым или другим устройством передаются в плавильные печи.
Плавка шахты. Принимая во внимание температуры плавления и другие свойства литейных сплавов (склонность к окислению, газосодержащие), в литейных цехах используют большое количество плавильных печей, отличающихся видом применяемой энергии для создания высоких температур, а также конструктивными особенностями. Наиболее широко применяемыми плавильными печами являются вагранки, дуговые электрические печи, индукционные электрические печи и электрические печи сопротивления.
При получении особо ответственных отливок из тугоплавких и других специальных сплавов применяются вакуумные, с расходуемым электродом и другие плавильные печи оригинальной конструкции, а также установки для электронно-лучевой и плазменно-индукционной плавки. В плазменных печах температура может повышаться до 15 000°, что в пять раз превышает температуру плавки в электрических дуговых печах. Они позволяют приготавливать литой материал с повышенными пластическими свойствами и сверхчистые металлы, а также сплавы с низким содержанием неметаллических включений, что крайне важно при литье ответственных деталей из легированных сталей, и специальных сплавов.
Металлургическая обработка расплава. Во время плавки происходит расплавление шихты — получение расплава. Вместе с тем расплавы могут насыщаться газами и засоряться неметаллическими включениями (шлаки, частицы футеровки и др.). Полученные в плавильной печи расплавы подвергают дополнительной металлургической обработке: обессериванию, рафинированию, дегазации и модифицированию.
Обессеривание используют в чугунолитейном производстве для освобождения серого чугуна от части содержащейся в нем вредной примеси— серы, которая снижает жидкотекучесть расплава, повышает усадку чугуна, способствует образованию в отливках газовых раковин. Обессеривание осуществляют присадкой в ковш с расплавом кальцинированной соды, карбида кальция и других добавок, связывающих серу с последующим ее переводом в шлак.
|
|
|
Рафинирование наиболее часто применяют для цветных сплавов с целью их очищения от твердых окислов и посторонних неметаллических включений. Рафинирование ведут с помощью хлористых и фтористых солей и другими методами.
Дегазация широко применяется для легких (алюминиевых и магниевых) сплавов при освобождении выплавленных в плавильной печи расплавов от растворенных в них газов. Дегазацию проводят различными методами: продувкой расплава хлором или азотом, обработкой его ультразвуком, вакуумированием и введением в расплав активных добавок.
Модифицирование — специальный метод металлургической обработки расплавов, осуществляемый для измельчения структурных составляющих, улучшения внутреннего строения и повышения механических свойств металла отливок. Модифицирование при-jp меняют для серого, алюминиевых и магниевых сплавов.
|
|
|
