Участок сварки деталей в обитаемой камере

Центральное место в этом корпусе цеха 8б занимают две обитаемые камеры для сварки титановых сплавов, которые были специально созданы для сварки промежуточного корпуса в среде аргона. При сварке в среде аргона в сварном шве образуется минимальное количество примесей, так как исключен контакт с воздухом. Здесь варятся ответственные швы, швы на трудносвариваемых поверхностях с использованием специальных приспособлений, наружные и промежуточные корпуса двигателей. Сварщики входят в обитаемую камеру в герметичных костюмах, снабженных двумя шлангами, для подачи и отсоса отработанного воздуха. По ГОСТу сварщики работают только 4 часа в день. В камере может находиться до 4 сварщиков одновременно, с ними постоянно поддерживается двусторонняя радиосвязь и ведется наблюдение через видеокамеру. В камере создана специальная аргоновая среда, так как аргон - дорогой газ, то детали загружаются и выгружаются из обитаемой камеры через герметичный специальный шлюз для малогабаритных деталей, обеспечивающий минимальные потери аргона. В камере поддерживается определенная атмосфера давление которой выше атмосферного на 120 мм для того, чтобы исключить подсос атмосферного воздуха. Камера оборудована специальными приспособлениями для сварки корпусов.

 

 

Цех 1б

Это один из наиболее крупных цехов на УМПО, он состоит из 4 корпусов, 1-й корпус - отливка по выплавляемым моделям, 2-й корпус -лопаточное литьё, остальные корпуса - литьё некоторых других деталей ГТД.

Литье по выплавляемым моделям (1-й корпус.) Здесь получают металлические отливки сложной конфигурации, массой от нескольких грамм до сотен граммов. Все модели здесь изготовляются на основе парафина, затем они отливаются и собираются в блоки, на которые наносятся слои керамической краски, на каждый слой которой, для фиксации его наносится слой кварца, электрокорунда. Такой модельный блок представляет собой полое тело, своими внутренними полостями полностью соответствующее по размерам и конфигурации выплавляемой детали по её чертежу, снабженный литниковой системой с необходимым по технологии количеством и расположением питателей. В такой блок, после его прокалки в печах для удаления грязей и остатков промежуточных вспомогательных составов, заливают металл, что является последним этапом контроля технологического маршрута модельного блока и начинаются операции предварительной подготовки оливок - освобождение отливки от модели, отрезка элементов литниковой системы и т. д.

Вышеописанный техпроцесс происходит на нескольких участках цеха: Участок отливки моделей. Это 1-й этап техпроцесса, в процессе которого отливаются модели из модельной массы (модельные массы используются самые разнообразные, но строго определенные для каждой отливки, так как каждая дает свой процент усадки, который рассчитывается для конфигурации отливаемой детали) при температуре 70°С путем запрессовки в металлической форме. Модель представляет собой сплошное тело, которое полностью копирует геометрию отливаемой детали с учетом усадки на модельную массу, усадки отливаемого металла и припусков на последующую мех. обработку. Метод выплавляемых моделей на основе парафина позволяет получать готовые модели без припусков на дальнейшую обработку. Для деталей, конфигурация которых предполагает наличие внутренних полостей, пазов, отверстий и других подобных геометрических элементов, используются карбамидные стержни, которые вставляются в модель, а после отливки модели растворяются в воде, образуя, таким образом, пресс-форму нужной полости. Модельная масса затем выплавляется. Этот метод позволяет получать модель со стенками до 1 мм, обеспечивает заданную чистоту нужных поверхностей, но главный его недостаток - дороговизна.

2-й этап техпроцесса - сборка модельного блока, в процессе которого модельки собирают в модель литниковой системы, которая обеспечивает надежную подачу металла для каждой труднодоступной полости модели, таким образом для каждой детали проектируется своя литниковая система в зависимости от требуемой конфигурации отливки. Готовые модельные блоки сушатся и по конвейеру отправляются на 3-й этап техпроцесса - нанесение керамического покрытия, который происходит следующим образом: керамикосодержащая краска наносится на блок путем последовательного опускания модельного блока вначале в краску, затем в бачок с обсыпным материалом - электрокорундом, для фиксации керамической краски и последующей сушки в течение 3-х часов. В зависимости от сложности геометрии и габаритов отливки, для образования прочной и надежной оболочки, наносят от 5-ти до 10 слоев краски перед засушкой, причем для получения различных свойств могут быть использованы различные промежуточные краски. Основные требования к керамической краске -плотное облегание модельной массы, жаростойкость, достаточная прочность после сушки и отсутствие пригара на отливке, этим требованиям удовлетворяют керамические материалы, на основе которых и изготовляют специальную краску. После этого парафиновую модельную массу удаляют на полерклаве, где при строго определенной температуре (температуре плавления парафиновой модельной массы) модельная масса из блоков тщательно выплавляется и получается, таким образом, уже полая оболочка, готовая для заливки металла, запечатанная бумагой в месте для заливки металла, чтобы предотвратить засорение внутренней полости оболочки и поступает на заливочный участок.

Заливочный участок. Оборудован различными типами печей и вспомогательными механизмами. В электропечах готовые оболочки прокаливаются при температуре 1000°С для удаления грязи. Порционные вакуумные печи используются для плавки жаропрочных сплавов на никелевой основе, загружаемых в печь навесками из блоков сплава. Сразу из печи металл заливают в оболочку. Также имеется и сухой участок, где плавка ведется в открытых блоках, там плавят легированные стали. В автоматических вакуумных печах плавка металла в оболочках происходит при постоянном вакууме. Этот метод обеспечивает меньшее трещинообразование для деталей сложной формы. Также на поверхности расплавленного металла образуется пленка из различных засоров, путем наклона тигеля-пленку сливают с металла. Затем блоки, состоящие из оболочек с залитым металлом, остывают в течении времени до 6 часов и отправляются на обрезной участок для обрезки элементов литниковой системы от отливки. После обрезки отливки обдувают песком для удаления окалины в обдувочной камере. После чего детали проходят предварительный контроль, в результате которого отсеиваются грубые браки и поступают на участок доводки геометрии.

Участок доводки геометрии. Основные операции, осуществляемые на этом участке - зачистка приливов отливки, подготовка геометрии до соответствия заданной по чертежу детали и доведение чистоты поверхности заготовки до требуемой. Используются шлифовальные круги, токарный инструмент и др.

После операции доводки геометрии, очищенная отливка поступает на рентген контроль для выявления внутренних дефектов, таких как раковины, газовые прострелы, рыхлоты и др. Поверхностные дефекты выявляются визуально или посредством цветной дефектоскопии.

После контроля, заготовки поступают на термообработку: закалку, отпуск, нормализацию для снятия внутренних напряжений и обеспечения заданной твердости. Если же сплав более сложный для термообработки, например, никелевые сплавы, то их отправляют на термообработку в цех 4А, оборудование этого участка позволяет термообрабатывать только углеродистые стали.

Участок цветного магниевого литья. Здесь используют так называемое литье в землю, - наиболее дешевый вид литья, так как он не требует специальных дорогостоящих оболочек и форм. Техпроцесс магниевого литья начинается с приготовления формовочной и стержневой смесей, которое осуществляется на специальном оборудовании, называемом бегунами. В бегун загружается песок, связующие составы, противопригарная краска и вода. Катки бегуна совершают вращательное движение вокруг оси бегуна и вокруг своей оси, уплотняя и перемешивая смесь. Так получают равномерную формовочную смесь. Модели используют в основном деревянные. Стержневые смеси готовят в отдельных бегунах. В качестве противопригарного вещества используют серу. Стержневые участки модели образуют стержневые ящики, собранные из стержней. Готовые модели для сохранения конфигурации обдувают специальной присыпкой. Формовочная смесь в специальном ящике уплотняется на специальной машине моделью и сохраняет конфигурацию модели. Магниевые сплавы для заливки готовят под флюсом, например, серы, которая, сгорая предохраняет магний от воспламенения. Таким образом, варят заготовки для изготовления деталей вертолётной техники.

Плавильно-заливочный участок. Так как магний при горении образует неметаллические образования, приводящие к браку при отливке деталей, то для получения качественных магниевых сплавов металлическую шихту плавят только в индукционных печах, и в жидком состоянии заливают в газовые печи. Таким образом, получают сплавы МЛ-10, МЛ-8, МЛ-6, Мл-5, МЛ-3, МЛ-1 и другие магниево-цинковые сплавы. Бронзу плавят в электродуговых печах. В газовых печах нарабатывают сплав необходимого состава из шихты. Готовый сплав в тиггеле из Ст10, Ст20, на специальном вспомогательном крано-поворотном устройстве поднимают из печи и заливают в форму. Затем залитая форма остывает 1-2 часа, и отправляются на участок выбивки.

Участок выбивки. По конвейеру, остывшие формы с металлом, поступают сюда, где с помощью подъемного крана форма ставится на вибрационную решетку и под действием вынужденных колебаний песчано-глинистая форма разрушается и превращается в отработанную формовочную смесь, которая по конвейеру идет на повторную землезаделку, проходя, таким образом, цикл из 2-5 регенераций формовочной смеси. На отдельной решетке выбивают стержни. Стержневые смеси, в отличие от формовочных, регенерации не подлежат. После процедуры выбивки заготовка поступает на отрезку элементов литниковой системы на станках типа ГПЛ. После отрезки на ленточных пилах, заготовку фрезеруют и отправляют на контроль.

Термообработку заготовок из магниевых сплавов типа МЛ-5 проводят: закалку при температуре 540°С, стабилизацию при 340-350°С, и отпуск при 200 С. При отпуске детали выдерживаются до 8 часов и быстро охлаждаются при обдувке вентилятором.

После термообработки, заготовка проходит рентген контроль на плотность и пористость. Поверхности проверяются визуально.

После контроля, деталь промывают в ванных и наносят защитный слой.

Й корпус.

Лопаточное литье (2-й корпус) осуществляется с использованием керамических стержней. Отливки лопаток направленной кристаллизации получают на ВИП установках.

Модельный участок. Модельную смесь получают в калейманах из заготовительной смеси ЗГВ-100 с добавлением мочевины, также из смесей «Салют-3», «Салют-4»(40 и 35% мочевины /мочевина придает прочность моделям/) при температуре 20-26°С, московского производства. Готовая смесь под давлением подается в пресс-форму, образуя модель. Здесь также используется метод литья по выплавляемым моделям, составы смесей жестко контролируются по составу, т. к. литьё лопаток осуществляют под вакуумом. Используют, также готовые литниковые системы, типа НБС-ЗА, но также и изготовляются и специальные. На пневмопрессах получают стержни. Затем делают зачистку облоя и собирают литниковую систему.

Участок изготовления керамических стержней. Стержни изготовляются из микропорошка смешанного с пластификатором, который предварительно подготавливается. Стержневая масса подается в ковш пресс-формы, которые смазывают определенными составами, и выпрессовывают сырые стержни при определенной температуре. После чего стержни отправляются на участок зачистки стержней. На каждом стержне есть контрольные области, по которым замеряется положение контрольной сетки. Так как стержень это наиболее сложный и ответственный элемент модели лопатки, то осуществляется его стопроцентный контроль. Участок оборудован, также, камерными и шаговыми печами. В камерных печах стержни подсушиваются и обжигаются, после пропитки фракцией и другими специальными составами. Стержни укладываются в контейнер с электрокорундом, сжатым воздухом и глинозем и проходят термообработку в шаговых печах с шагом 25см/час, выдерживаясь, таким образом, определенное время при различных температурах, что обеспечивает им фиксацию по виброустойчивости, Некоторые стержни проходят отжиг при температуре 1000°С в камерных печах ХВН 2550. После чего все стержни проходят рихтовку.

Модели проходят контроль зачистки и внешнего вида.

Готовые модели подвергают прокалке и обсыпают защитным слоем из просеянной мочевины. Модели-блоки лопаток облицовывают специальной просеянной суспензией, затем прокаливают и просушивают. Используются два вида суспензии: ХДЗ и обсыпка корундом. Микропорошки используются в основном для монолопаток. После облицовки модели 20-30 мин. подвергают вакуумно-аммиачной сушке. Затем наносится следующий слой облицовки и так до 7 слоев облицовки.

Следующий этап техпроцесса происходит в болерклавах, которые под большим давлением воспроизводят эффект теплового удара, разрушая модельную массу, таким образом получают пустотелые оболочки моделей и блоков моделей.

Полученные оболочки проходят механический и химический контроле и отправляются на плавильно-заливочный участок.

Плавильно-заливочный участок. Оборудован печами типа вакуумных УППВ, для монокристаллических лопаток УМНК. Оболочки лопаточных блоков прокаливаются в прокаловочных печах перед заливкой до температуры 1000°С и более.

Для заливки лопаток не используют обычную чашу или тигель с расплавочным металлом, так как остывая на воздухе сплав в тонкостенных местах отливки может дать неоднородность, а диффундирующий холодный воздух окисляет титановые сплавы. Поэтому заливка металла в оболочку происходит прямо в печи, шихту закладывают в специальную воронку, где она постепенно расплавляясь, попадает в тигель из никелевых жаропрочных сталей, расположенный внутри печи, а оттуда уже в оболочку, равномерно заполняя все ее полости. После отливки, оболочку выдерживают в термостатическом состоянии некоторое время для лучшего заполнения всех полостей оболочки и для остывания помещают в контейнеры, специально подготовленные для равномерного остывания отливки. Для монокристаллических лопаток используют контейнеры ВЧПНК из керамики. Остывшие отливки отправляются на отрезные станки для отрезки керамических оболочек и на обдувку пескосыпами электрокорундом для удаления остатков керамической оболочки. После обдувки отливки проходят нулевой контроль (визуальный), а после него на серию рентген контролей, в том числе и контроль на выявление наличия слома стержней в моделях. После чего заготовка поступает на участок удаления керамических стержней. В полости, после удаления стержней, засыпается металлический, бифторидный или полифторидный порошок и заготовка проходит еще один рентген контроль на правильность заполнения металлическим порошком стержневой полости, которая показывает качество отливки стержневой полости. После чего, на цветной дефектоскопии лопатки красят специальными красками белого и красного цвета, затем краску определенным способом удаляют и в местах, где она остается, имеются дефекты. Затем лопатку светят на ЛЮМ-контроль, определяя, таким образом, наличие трещин. Величина дефектов регламентирована ТУ на каждый тип лопатки и в брак уходят только те лопатки, величина дефектов которых превышает допускаемую по ТУ.

После рентгена лопатку отправляют на отжиг и обдувку.

Участок доводки. Для каждой лопатки существует свой индивидуальный прибор [стапель с шаблонами] для проверки геометрии лопатки, которую также проверяют щупами. Проверяются не только геометрические элементы самой лопатки, но также и ее конструктивные элементы - бандажная полка, крепежный хвостовик на соответствие заданной геометрии после термообработки.

На слесарном участке лопатки рихтуются, причем для рихтовки моделей безстержневых лопаток используют драйера, и снова отправляются на ЛЮМ-контроль и цветную дефектоскопию, так как в процессе рихтовки возможно возникновение трещин в теле лопатки.

Следующий этап изготовления лопаток - участок окончательного контроля, где лопатки проходят контроль на разметку для выявления всех возможных отклонений.