№2) Устройство доменной печи
Доменная печь — домна является шахтной печью непрерывного действия. Она имеет форму двух усеченных конусов, сложенных широкими основаниями, между которыми находится цилиндрическая часть, называемая распаром.
Верх печи называется колошником. Шихту загружают через засыпной аппарат. К колошнику прикреплены газоотводные трубы, через которые отводят колошниковый газ. Под колошником находится шахта, заканчивающаяся цилиндрической частью — распаром, — это самая широкая часть доменной печи. Под распаром находятся заплечики. Нижняя часть печи называется горном. В верхней части горна расположены фурменные отверстия, через которые в печь подают воздух. Ниже фурменных отверстий имеются две шлаковые летки для выпуска шлака. На самом нижнем уровне на поду горна находится отверстие для выпуска чугуна — чугунная летка. Нагретый воздух подводится к фурмам посредством кольцевого воздухопровода. Полная высота современных доменных коксовых печей превышает 30 м. Суточная производительность крупных доменных коксовых печей составляет более 3000 т чугуна в сутки. Внутренние части доменной печи выкладывают из огнеупорною шамотного кирпича. Для защиты верхней части кладки шахты от разрушения при ударах во время засыпки материалов служат стальные или чугунные сегменты, образующие защитное кольцо. Кладку стенок доменной печи охлаждают водой, для чего применяют пустотелые холодильники — чугунные плиты — с залитыми в них стальными трубками, через которые протекает холодная вода. На одну тонну выплавленного чугуна расходуется на охлаждение отдельных частей доменной печи до 25 м3 воды.
Продукты доменной плавки.
Конечными продуктами доменной плавки являются чугун и шлак, выпускаемые из доменной печи в огненно-жидком виде, и доменный газ. Чугун, как правило, является основным продуктом доменного производства, а шлак и доменный газ - побочными.
№3 Перечислить и кратко описать способы получения стали
Существует несколько способов получения стали: конверторный, мартеновский и электроплавка.
Конверторный способ основан на продувке сжатым воздухом расплавленного чугуна. При продувке кислород воздуха вступает в реакцию с примесями чугуна и окисляет их, в результате чего получается сталь. Для конверторного способа используют жидкий чугун, полученный в доменных печах и выдержанный в специальных металлоприемниках (миксерах).
Достоинствами конверторного способа являются: высокая производительность агрегатов, компактность оборудования и т. д.
К недостаткам этого способа относятся невозможность переработки большого количества стального и железного лома, а также передел чугунов только определенного химического состава.
Мартеновский способ вызван к жизни необходимостью перерабатывать стальной лом и отходы производства. Требовалось создать печь, в которой температура была бы настолько высокой, чтобы можно было плавить сталь и железо. Получение высокой температуры в мартеновской печи дало возможность не только использовать промышленные отходы в качестве шихтовых материалов, но и получать стали с весьма разнообразными свойствами. Мартеновская сталь поступает в виде листовой и сортовой, рельсов, отливок, заготовок для ковки и штамповки.
Плавка стали в электропечах дает возможность получать высококачественные стали. Сущность процесса заключается в очищении стали от шлаков и примесей в виде серы и фосфора.
Сера и фосфор в стали являются вредными примесями. Сера снижает литейные свойства, препятствует выходу газов из жидкой стали, вызывает ломкость. Фосфор снижает пластичность и вызывает хладноломкость (хрупкость) стали. Кремний повышает упругость и вязкость стали, марганец повышает износоустойчивость.
№ 4 Сущность литейного производства
Литейное производство - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок.
Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т. д.). Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы , в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами.
№6 Что такое формовка, виды машинной формовки
Формовка
Литейная форма изготовляется путем уплотнения формовочной смеси по модели. Этот процесс называют формовкой. Формовку выполняют ручным или машинным способом. Специальные жесткие рамки, используемые при формовке, называются опоками. Опоки бывают деревянные и металлические.
Машинные способы изготовления форм
Для повышения производительности труда и получения более точных отливок применяют машинную формовку. Машинные способы изготовления форм находят применение во всех видах производства, включая единичное. Существует большое разнообразие формовочных машин. По способу уплотнения формовочной смеси формовочные машины делятся на: встряхивающие; прессовые; вибропрессовые; пескодувные; пескометные;
комбинированные.
Извлечение модели из уплотненной формы может производиться за счет поворота стола или специальными подъемниками. Конструктивно формовочные машины изготавливаются однопозиционными и многопозиционными, работающими в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах.
№5 Формовочные смеси и их св-ва.
Формовочными материалами называются материалы, применяемые для изготовления литейных форм и стержней. Формовочные материалы разделяют на исходные формовочные материалы, формовочные и стержневые смеси, вспомогательные формовочные составы.
Исходные формовочные материалы делятся на две группы:1) основные — огнеупорная основа смеси (кварцевый песок и т. д.), связующие материалы (глина, различные смолы, другие связующие вещества); 2) вспомогательные, например различные добавки (уголь, древесная мука, торф и т. д.), придающие формовочной или стержневой смеси определенные свойства.
Вспомогательные формовочные составы ‑ это материалы (краски, клеи, замазки), необходимые для отделки и исправления форм и стержней. Для хорошего уплотнения формовочной смеси в опоке большое значение имеет пластичность смеси ‑ способность деформироваться под действием приложенных внешних усилий или собственной массы, что обеспечивает получение отпечатка модели или заполнение полости стержневого ящика. Пластичность формовочной и стержневой смеси зависит от свойств составляющих смеси и применяемых связующих. Например, смесь с масляным связующим обладает большой пластичностью; песчано-глинистые смеси имеют небольшую пластичность.
Литейная форма должна обладать достаточной прочностью, чтобы при сборке, транспортировке и заливке металлом она не разрушалась. Поэтому и формовочная смесь должна обладать определенной прочностью ‑ способностью сопротивляться разрушению под действием нагрузки. Прочность формовочной смеси зависит от зернистости песка, влажности, плотности и от содержания глины или связующих в смеси. С увеличением плотности, уменьшением размера зерен песка, увеличением глиносодержания прочность смеси возрастает. Сыпучесть смеси влияет на зависание ее в бункерах, на заполнение и равномерность распределения смеси при засыпке в опоку, качество и длительность перемешивания смеси в смесителях. С сыпучестью связана комкуемость ‑ способность смеси образовывать комки. Сыпучесть и комкуемость зависят от прочности связей песчинок в местах контакта. Начальная (насыпная) плотность смеси повышает равномерность уплотнения формы. Поэтому смесь должна иметь хорошую сыпучесть ‑ минимальную комкуемость. Огнеупорность ‑ способность смеси сопротивляться размягчению или расплавлению под действием высокой температуры жидкого металла ‑ зависит от огнеупорности составляющих смеси и количественного их соотношения. Чем больше примесей в песке и глине, тем меньше огнеупорность формовочных и стержневых смесей. Чем крупнее песок и чем меньше в нем примесей, пыли и больше кремнезема, тем более огнеупорна смесь. Газопроницаемость ‑ свойство смеси пропускать через себя газы – зависит от качества и количества глинистых составляющих и кварцевого песка. Чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, тем выше газопроницаемость смеси, и наоборот. Газопроницаемость зависит также от формы зерен песка, влажности, наличия пыли, угля, степени уплотнения и т. п. В процессе затвердевания и охлаждения размеры отливки уменьшаются вследствие усадки металла. Однако форма препятствует усадке, в результате в отливке могут возникать напряжения и появляться трещины. Поэтому формовочная смесь должно обладать податливостью ‑ способностью сокращаться в объеме и перемещаться под действием усадки отливки. Высокая прочность и газопроницаемость формовочной смеси обеспечиваются однородностью – равномерным распределением в формовочной смеси составляющих компонентов в результат тщательного перемешивания. Формовочные и стержневые смеси должны обладать минимальной прилипаемостью к модели или стержневому ящику, что зависит от содержания влаги, связующей добавки и ее свойств. Гигроскопичность—способность формовочной и стержневой смеси поглощать влагу из воздуха ‑ зависит от свойств связующей добавки. Стержни, изготовленные из смесей на сульфитной барде, обладают большой гигроскопичностью. Поэтому собранные формы с такими стержнями нельзя выдерживать перед заливкой металла, в противном случае увеличивается брак по газовым раковинам.
Долговечность ‑ способность смеси сохранять свойства при повторных заливках. Чем долговечнее смесь, тем меньше добавляют в отработанную смесь свежих формовочных материалов при ее переработке. Освобождение отработанной смеси от пыли, введение свежего песка и глины позволяют восстановить свойства смеси.
Выбиваемость — способность стержневой смеси легко удаляться при выбивке ее из охлажденной отливки ‑ зависит от количества песка, глины и вида связующего в стержневых смесях.
№7 Литейные свойства сплавов и пути получения отливок без дефектов
Важнейшие свойства сплавов: высокая жидкотекучесть, малая усадка, небольшая склонность к образованию литейных напряжений, незначительная ликвация примесей, мелкокристаллическое строение.
Жидкотекучесть. Способность сплава в жидком состоянии заполнять литейную форму и воспроизводить контуры полостей формы и стержней называют жидкотекучестью. О жидкотекучести сплавов судят по длине (в см) заполненной части формы. Жидкотекучесть сплавов увеличивается с повышением температуры перегрева сплава. Однако во избежание появления брака по усадке, пригару формовочной смеси и трещинам температура сплава при заливке форм должна быть умеренно высокой.
Усадка. Процесс уменьшения линейных размеров и объема жидкого сплава в форме при охлаждении называют усадкой. В литейном производстве различают объемную и линейную усадку сплавов.
Объемной усадкой называют разность между объемом полости формы и объемом отливки после ее охлаждения. Линейной усадкой называют разность между линейными размерами формы и остывшей отливки.
Для борьбы с линейной усадкой следует размеры модели делать больше размеров отливки на величину литейной усадки. Борьба же с усадочными раковинами и пористостью более трудна. К основным мерам предупреждения усадочных раковин и пористости относятся: достаточное питание отливки путем увеличения сечения литниковой системы, установка прибылей, применение холодильников, улучшение конструкции отливки.
Литейные напряжения. В отливке в процессе ее остывания в форме возникают литейные напряжения: вследствие неравномерной усадки — усадочные напряжения; ввиду неодинаковой скорости остывания отдельных частей отливки — термические напряжения; в связи с изменением кристаллического строения отливки — фазовые напряжения.
Литейные напряжения в отливках, вызванные этими явлениями, могут привести к образованию горячих и холодных трещин, короблению отливки.
Ликвация. При затвердевании сплава, залитого в форму, на протяжении всего времени его остывания происходит процесс выравнивания химического состава по всему сечению отливки. Однако этот процесс протекает медленно, вследствие чего в отдельных частях отливки, а также в отдельных зернах сплава, наблюдается химическая неоднородность, называемая ликвацией. Обычно ликвация обусловливается тем', что отдельные составляющие сплава, имеющие неодинаковую плотность и различные температуры затвердевания, отделяются от основной массы сплава как в жидком состоянии, так и при его затвердевании.
Ликвация уменьшается при понижении температуры и скорости заливки, а также при ускорении затвердевания отливки. Наибольшей склонностью к ликвации отличаются сплавы с большим содержанием свинца.
№8 Какова последовательность технологических операций при изготовлении отливки.
№9 Определение литниковой системы, характеристика основных элементов.
Литниковой системой называются каналы в форме, служащие для подачи в форму расплавленного металла. Назначение литниковой системы состоит также в том, чтобы улавливать шлак, попадающий вместе с металлом в форму, и питать отливку в процессе затвердевания.
Литниковая система: литниковая чаша; стояк; шлакоуловитель; питатель; коллектор; сетка; отливка; выпор; прибыль
Литниковая чаша служит для уменьшения удара струи металла и для отделения шлака. Стояк располагается вертикально и имеет форму усеченного конуса с Сужением книзу. Шлакоуловители служат для улавливания шлака. Их формуют в верхней опоке. Питатели, подводящие металл в полость формы, выполняют в виде щели. Количество питателей и их расположение зависят от конфигурации отливаемых деталей. Обеспечивая получение качественной отливки, литниковая система в то же время должна иметь наименьший объем, занимать мало места на модельной плите и не осложнять процесса формовки.
№11 Технология получения отливок центробежным литьем.
При центробежном литье сплав заливают во вращающиеся формы; формирование отливки осуществляется под действие центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.
Центробежным литьем отливки изготовляют в металлических, песчаных, оболочковых формах и в формах для литья по выплавляемы моделям на центробежных машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения.
Наиболее распространен способ литья во вращающиеся металлические формы с горизонтальной осью вращения пустотелых цилиндрических отливок. При получении отливок со свободной параболической поверхностью при вращении формы вокруг вертикальной оси. Отливки с внутренней поверхностью сложной конфигурации получают с использованием стержней в формах с вертикальной осью вращения. Так отливают венцы зубчатых колес.
Преимущества центробежного литья: Возможность улучшения заполняемости форм расплавом под действием давления, развиваемого центробежными силами; повышение плотности отливок вследствие уменьшения усадочных пор, раковин, газовых, шлаковых и неметаллических включений; уменьшение расхода металла и повышение выхода годного благодаря отсутствию литниковой системы при изготовлении отливок типа труб, колец, втулок или уменьшению массы литников при изготовлении фасонных отливок; исключение затрат на стержни при изготовлении отливок типа втулок и труб. Наряду с высокой производительностью и простотой процесса центробежный способ литья по сравнению с литьем в стационарные песчано-глинистые и металлические формы обеспечивает более высокое качество отливок, почти устраняет расход металла на прибыли и выпоры, увеличивает выход годного литья на 20...60 %.
Особенности формирования отливки обусловливают и недостатки этого способа литья:
высокая стоимость форм и оборудования и ограниченность номенклатуры отливок,
трудности получения отливок из сплавов склонных к ликвации;
загрязнение свободной поверхности отливок неметаллическими включениями и ликватами; - неточность размеров и необходимость повышенных припусков на обработку свободных по-верхностей отливок, вызванная скоплением неметаллических включений в материале отливки вблизи этой поверхности и отклонениями дозы расплава, заливаемого в форму.
№12 Технология получения отливок в оболочковых формах.
Оболочковые формы (разъемные, тонкостенные), изготовляют следующим образом: металлическую модельную плиту, нагретую до температуры 200—250 °С, закрепляют на опрокидывающем бункере с формовочной смесью и поворачивают его на 180°. Формовочная смесь, состоящая из мелкозернистого кварцевого песка (93—96 %) и термореактивной смолы ПК-104 (4—7 %), насыпается на модельную плиту и выдерживается 10—30 с. От теплоты модельной плиты термореактивная смола в пограничном слое переходит в жидкое состояние, склеивает песчинки с образованием песчано-смоляной оболочки толщиной 5—20 мм в зависимости от времени выдержки. Бункер возвращается в исходное положение, излишки формовочной смеси ссыпаются на дно бункера, а модельная плита с полутвердой оболочкой снимается с бункера и нагревается в печи при температуре 300—350 °С в течение 1—1,5 мин, при этом термореактивная смола переходит в твердое необратимое состояние. Твердая оболочка снимается с модели специальными толкателями. Аналогично изготовляют и вторую полуформу.
Готовые оболочковые полуформы склеивают быстротвердеющим клеем на специальных прессах, предварительно установив в них литейные стержни, или скрепляют скобами. Кроме оболочковых форм этим способом изготовляют оболочковые стержни, используя нагреваемые. Последовательность операций формовки при литье в оболочковые формы. Стержневые ящики, Оболочковые формы и стержни изготовляют на одно и многопозиционных автоматических машинах и автоматических линиях. Заливка форм производится в вертикальном или горизонтальном положении. При заливке в вертикальном положении литейные формы помещают в опоки-контейнеры и засыпают кварцевым песком или металлической дробью для предохранения от преждевременного разрушения оболочки при заливке расплава. Литье в оболочковые формы обеспечивает высокую геометрическую точность отливок, так как формовочная смесь, обладая высокой подвижностью, дает возможность получать четкий отпечаток модели. Точность отпечатка не нарушается потому, что оболочка снимается , с модели без расталкивания. Повышенная точность формы позволяет в 2 раза снизить припуски на механическую обработку отливок. Применяя мелкозернистый кварцевый песок для форм, можно снизить шероховатость поверхности отливок. Высокая прочность оболочек позволяет изготовлять формы тонкостенными, что значительно сокращает расход формовочных материалов и т. д. В оболочковых формах
изготовляют отливки с толщиной стенки 3—15 мм и массой 0,25—100 кг для автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин из чугуна, углеродистых сталей, сплавов цветных металлов. Недостатками такого способа является неудовлетворительная прочность оболочковых форм, нестабильность их качества, длительность технологического цикла, насыщение модельного состава водой, необходимость в наличии дополнительных площадей для проветривания и подсушки форм, повышенный брак литья по сору и неметаллическим включениям, неэффективное использование энергоносителей, высокие затраты на производство и экологическая загрязненность воздушной среды.
№13 Технология получения отливок по выпловляемым моделям.
Этим способом отливки получают путем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением. Разовые выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах из модельных составов,
состоящих из двух или более легкоплавких компонентов (парафина, стеарина, жирных кислот, церезина).
Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-формы. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в модельные блоки с общей литниковой системой. В один блок объединяют 2—100 моделей.
Керамическую суспензию приготовляют тщательным перемешиванием огнеупорных материалов (пылевидного кварца, электрокорунда) со связующим —гидролизованным раствором этил-силиката. Формы по выплавляемым моделям изготовляют погружением модельного блока в керамическую суспензию , налитую в емкость с последующей обсыпкой кварцевым песком в специальной установке. Затем модельные блоки сушат
2—2,5 ч на воздухе или 20—40 мин в среде аммиака. На модельный блок наносят четыре—шесть слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя. Модели из форм удаляют выплавлением в горячей воде. Для этого их погружают на несколько минут в бак , наполненный водой , которая устройством
нагревается до температуры 80—90 °С . После охлаждения отливки форма разрушается. Отливки на обрезных прессах или другими способами отделяются от литников и для окончательной очистки направляются на химическую очистку в 45 %-ном водном растворе едкого натра, нагретом до температуры 150 °С. После травления отливки промывают проточной водой, сушат, подвергают термической обработке и контролю.
Преимущества литья по выплавляемым моделям: возможность получения изделий с малым процентом механической доработки или вообще без доработки, что немаловажно при осуществлении художественного литья сложного профиля, незначительные термические напряжения, вследствие этого художественная отливка не нуждается в термической обработке, а это важный фактор.
Помимо существенных преимуществ, имеется также целый ряд недостатков: трудоёмкость и сложность и технологического процесса с действиями, которые не характерны для работы литейщика, продолжительность процесса (от начала до конца проходит до 96 часов), много времени (около 80 процентов) тратится на процедуры вытапливания, прокаливания, термо- и механической обработки. А когда для отливки ещё нужна окончательная отделка, при которой ее части свариваются, или над ней проделывают иные операции (покрытие эмалью, чернение, полировка или химическое травление), то изготовления изделий длится ещё продолжительнее, ещё хотелось бы отметить, что для етого способу затрачивается довольно много энергии, что естественно влияет на себестоимость полученного изделия. Относительно высокая стоимость процесса компенсируется возможностью получения отливок сложной формы из таких материалов, как конструкционные и легированные стали, что позволяет получить требуемые механические свойства изделий, которых не возможно достичь другими способами литья.
№14 Технология получения отливок литьем под давлением.
Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением. Изготовляют отливки на машинах литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования. В машинах с холодной камерой прессования камеры
прессования располагаются либо горизонтально, либо вертикально. На машинах с горизонтальной камерой прессования порцию расплавленного металла заливают в камеру прессования , который
плунжером под давлением 40—100 МПа подается в полость пресс-формы , состоящей из неподвижной и подвижной полуформ. Внутреннюю полость в отливке получают стержнем .
После затвердевания отливки пресс-форма раскрывается , извлекается стержень и отливка выталкивателями удаляется из рабочей полости пресс-формы. Перед заливкой пресс-форму нагревают до 120—320 °С. После удаления отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и смазывают
специальными материалами для предупреждения приваривания отливки к пресс-форме. Воздух и газы удаляют через каналы, глубиной 0,05—0,15 мм и шириной 15 мм, расположенные в плоскости разъема пресс-формы, или вакуумированием рабочей полости; перед заливкой расплавленного металла. Такие машины применяют для
изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45кг.
Преимущества: высокая производительность;
высокое качество поверхности (5-8 классы чистоты для алюминиевых сплавов);
точные размеры литого изделия (3-7 классы точности);
минимальная потребность в механической обработке изделия.
Недостатки: ограниченная сложность конфигурации отливки (связанная с тем, что при отделении отливки от литейной формы могут происходить повреждения);
ограниченная толщина отливки (расплав равномернее затвердевает, если изделие тонкое).
№15 технология получения отливок литьем в кокиль. Эффективность производства и область применения.
Преимущества литья в кокиль.
Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.
Использование в металлических формах разовых песчаных стержней существенно расширяет возможности способа в производстве фасонных отливок со сложными внешними и внутренними поверхностями.
Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок. Поэтому использование литья в кокили, по данным различных предприятий, позволяет в 2…3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов па оборудование, очистные сооружения.
Устранение вредных операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.
Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля. При литье в кокиль устраняется процесс изготовления литейной формы, остаются лишь сборочные операции: установка стержней, соединение частей кокиля и их крепление перед заливкой, которые легко автоматизируются. Вместе с тем устраняется ряд возмущающих факторов, влияющих на качество отливок при литье в песчаные формы, таких, как влажность, прочность, газопроницаемость формовочной смеси, что делает процесс литья в кокиль более управляемым. Для получения отливок заданного качества легче осуществить автоматическое регулирование технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет изменить характер труда литейщика оператора, управляющего работой таких комплексов.
Литье в кокили имеет и недостатки.
Высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления. Стоимость кокиля возрастает при получении отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы -делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.
Ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле. От стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса особенно при литье чугуна и стали, и поэтому повышение стойкости кокиля является одной из важнейших проблем технологии кокильного литья этих сплавов.
Отрицательное влияние высокой интенсивности охлаждения расплава в кокиле по сравнению с песчаной формой. Это ограничивает возможность получения тонкостенных протяженных отливок, а в чугунных отливках дополнительно приводит к отбелу поверхностного слоя, ухудшающему обработку резанием; вызывает необходимость термической обработки отливок.
Неподатливый кокиль приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда к трещинам.
Использование в кокиле большого количества песчаных стержней снижает точность получаемых отливок и повышает в этих местах шероховатость поверхности отливок.
ОМД.
№1 Обработка металлов давлением, преимущества метода по сравнению с другими.
Сущность обработки металлов давлением
Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.
Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.
Холодная штамповка как технология известна достаточно давно. Ещё в конце первого тысячелетия древнерусские мастера стали применять метод холодной штамповки для производства металлической посуды. Саму холодную штамповку отличает достаточно высокое качество получаемых изделий, высокая скорость их изготовления, а также низкая цена на само изделие — разумеется, как уже было отмечено, при массовом их производстве. Холодная штамповка заключается в механическом воздействии штампа в процессе прессования листов металла, итогом которого получаются готовые изделия. Таким образом, сам штамп выступает в роли технологической насадки для прессовального механизма, его можно использовать только для одной операции. Кроме того, операции холодной штамповки легко поддаются автоматизации, в том числе могут проводиться с помощью промышленных роботов, что способно сделать производство методом холодной штамповки ещё более выгодным.
Холодная штамповка технологически подразделяется на два основных вида. Первый — это операции разъединительные, в ходе которых над листом металла проводятся операции рубки, резки, изготовления отверстий различной формы. Второй тип операций — формование, или пластическое воздействие, в ходе которых форма самой заготовки — вытяжка, выдавливание, гибка, формовка, чеканка. Иногда операции двух типов объединяют — например, производят одновременно вытяжку и рубку или гибку и обрезку. В таком случае применяются так называемые комбинированные штампы. Для операций холодной штамповки необходимо использовать металлы и сплавы, которые обладают гибкостью, пластичностью, а также дешевизной (так как в процессе рубки образуется значительное количество отходов).
№2 способы обработки металлов давлением.
Прокатка: Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается
Прессование: Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причём форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы.
Волочение: Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.
Ковка: Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом (бойками) на отдельные участки нагретой заготовки.
Штамповка: Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп), который состоит из матрицы, пуансона и дополнительных частей. Различают объёмную и листовую штамповку. При объёмной штамповке в качестве заготовки используют сортовой металл разрезаемый на заготовки. На заготовку в процессе объемной штамповки воздействуют специализированным инструментом — пуансоном, при этом металл заполняет полость матрицы, приобретая её форму и размеры.
Листовая штамповка: Листовой штамповкой получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы.
№3 холодная и горячая обработка металлов давлением
Холодной обработкой металлов давлением называют обработку, которую ведут при температуре ниже температуры рекристаллизации. При такой обработке металл наклёпывается.
Горячей обработкой металлов давлением называют обработку, которую ведут при температуре выше температуры рекристаллизации. При такой обработке пластически деформированный металл рекристаллизуется в процессе обработки давлением.
Размер получающихся новых зерен зависит от степени пластической деформации, сообщенной металлу, и от температуры нагрева, при которой идет процесс рекристаллизации.
Рекристаллизационный отжиг заключается в нагреве деформированного сплава до температур выше температуры окончания первичной рекристаллизации, применяется для снятия наклепа и получения мелкого зерна. У большинства алюминиевых сплавов при степени деформации 50—70% температура начала рекристаллизации находится в пределах 280—300°С. Температура рекристаллизационного отжига в зависимости от состава сплава колеблется от 300 до 500 °С (высокий отжиг), с выдержкой 0,5—3,0 ч. После рекристаллизационного отжига сплавов, неупроч-няемых термической обработкой, скорость охлаждения выбирают произвольно. Для сплавов, упрочняемых термической обработкой, скорость охлаждения до 200—250°С должны быть ~30°С/ч. Отжиг в качестве промежуточной операции применяют между горячей и холодной деформациями. Разновидностью рекристаллизационного отжига является неполный отжиг (низкий отжиг), который позволяет получить промежуточные свойства — между нагартованным состоянием и рекристаллизо-ванным. В этом случае температура отжига должна быть ниже температуры окончания рекристаллизации для получения полигони зованной структуры или частично рекристаллизованной, когда наклеп снимается частично (температура отжига 150—300°С). Неполный отжиг чаще применяют для деформированных сплавов неупрочняемых закалкой и старением.
№5 Основное оборудование прокатного производства.
Прокатным станом называется технологический комплекс последовательно расположенных машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки и отделки (правки, обрезки кромок, резки на мерные изделия и пр.) и транспортировки.
На практике прокатным станом часто называют оборудование, непосредственно связанное с деформацией прокатываемого металла в валках.
В зависимости от конструкции и расположения валков рабочие клети прокатных станов подразделяют на шесть групп: дуо, трио, кварто, многовалковые, универсальные' и специальной конструкции.
№4 Что такое прокатка, основные способы, продукция.
Прокатка — один из самых распространённых видов обработки металлов давлением. Заключается в обжатии металла между двумя, реже тремя, вращающимися в разные стороны валками. Силами трения заготовка затягивается в зазор между валками и обжимается по высоте. Тангенс угла захвата равен коэффициенту трения. После прокатки отношение площади сечения заготовки к площади сечения готового профиля равно отношению длины готового профиля к длине исходной заготовки ( то есть объем при прокатке не изменяется) без учёта потерь по переделу и называется коэффициентом вытяжки.