Материаловедение и технология конструкционных материалов

ЛЕКЦИЯ № 21

 

По дисциплине

 

Материаловедение и технология конструкционных материалов

 

 

Горно-нефтяной факультет

(для специальности ЭАПУ, ЭМ)

Тема: «Основы литейного производства»

(наименование темы лекции)

 

	Кандидат технических наук, доцент (фамилия и инициалы автора) Долинов Д.Л.
		Обсуждены на заседании кафедры ² ² ________20 ___ г Протокол №

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Приветствие, проверка наличия и готовности студентов к занятию, соблюдения порядка в аудитории. Обоснование актуальности и объявление темы, цели, учебных вопросов лекции, ее значимости для выбранной профессии Доведение литературы по материалу лекции.

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

 

Основы литейного производства.

Литье в разовые песчано-глинястые формы.

Специальные виды литья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Доведение основных выводов по теме лекции и ее значение для будущей профессиональной деятельности. Доведение задания на самоподготовку, ответы на вопросы.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: «Высшая школа», 2001. – 638 с.

1. Солнцев Ю.П. и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: МИСиС, 1996. – 576 с.
2. Губарева Э.М. Основы технологических процессов получения изделий (заготовок) различными способами: учеб. Пособие. – Пермь, ПГТУ, 2007. – 214 с.

 

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

 

1. Наглядные пособия:

- Комплект слайдов по теме лекции, плакаты.

 

2. Технические средства обучения:

- Графопроектор.

 

3. Приложения:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(при необходимости)

 

 

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

Первый учебный вопрос.

Разновидности литейных форм

Для получения отливок используют различные литейные формы: по сроку службы - разовые, многократные; по состоянию перед заливкой - сухие, сырые, химически твердеющие, самотвердеющие; по технологии изготовления - вручную, на машинах, по выплавляемым моделям.

Вывод: Т.О. сущность литейных технологий заключается в заливке расплавленного металла в форму, в которой он приобретает заданные размеры и конфигурацию. При выборе способа и подготовке литейной формы надо учитывать литейные свойства сплава.

Второй учебный вопрос.

Литье в разовые песчано-глинястые формы.

Общее понятие. В настоящее время около 90 % отливок изготавливают в разовых песчано-глинистых формах (ПГФ). На рис.1. приведен чертеж отливки втулки, и разовая литейная форма для нее. Литейная форма состоит из двух полуформ 1, образующих полость 2, имеющую конфигурацию отливки, ограниченную стенками полуформ и стержнем 3, установленным на стержневые знаки в форме. Для заливки жидкого металла в форме изготавливают вертикальные 4 и 5 и горизонтальные 6 и 7 каналы, называемые литниковой системой

Для изготовления разовых форм необходимы модельный комплект и смеси.

Виды формовочных смесей

Используют облицовочные, наполнительные и единые формовочные смеси.

Облицовочные смеси применяют для образования рабочей поверхности литейной формы, которая контактирует с жидким металлом. Ее наносят на модель слоем толщиной 15…20 мм. Ее приготавливают из свежих песка и глины с добавкой противопригарных материалов. Наполнительную смесь насыпают поверх облицовочной, заполняя остальную полость формы. Эту смесь приготавливают из оборотной смеси с добавкой 5…10 % свежих песка и глины. Единые смеси применяют в массовом производстве для набивки всего объема литейной формы. Приготавливают ее из оборотной смеси с добавкой до 50 % свежих песка и глины.

Технология ручной формовки

При изготовлении крупных отливок (станины металлорежущих станков, прокатные станы, изложницы и др.), а также в единичном и мелкосерийном производстве широко используют ручную формовку.
Формовка в двух опоках по разъемной модели (рис.4) - самый распространенный метод получения разовых форм, так как большинство отливок имеют сложную конфигурацию, требующую разъема модели. Процесс формовки ведут в такой последовательности:

1) для изготовления нижней полуформы на подмодельную доску 3 устанавливают нижнюю половину модели 2 и нижнюю опоку 1 (рис. 4, а).

2) на модель наносят слой облицовочной и затем наполнительной смеси, трамбовкой уплотняют ее и накалывают душником вентиляционные каналы 4 (рис.4, б).

3) готовую нижнюю полуформу переворачивают на 180°, устанавливают верхнюю полумодель 8, модели шлакоуловителя 9, стояка 6, выпора 5 и верхнюю опоку 7, соединив ее с нижней штырями 10 (рис.4, в).

4) набивку верхней полуформы повторяют, затем вырезают литниковую чашу 11, удаляют из формы модели стояка 6 и выпора 5 (рис.4, г).

5) для удаления полумоделей верхнюю полуформу 12 снимают с нижней 13 и переворачивают ее на 180°; формовочную смесь вокруг полумоделей смачивают, в полумодели забивают подъемники 14 и с их помощью полумодели удаляют из полуформ; таким же образом удаляют из формы модель шлакоуловителя 9 (рис.4, д).

6) разрушенные участки полуформ исправляют; прорезают питатели 17 в нижней полуформе; устанавливают на стержневые знаки стержень 15; нижнюю полуформу накрывают верхней и нагружают грузами 16 (рис.4, е).

7) после заливки формы металлом и его кристаллизации форму разрушают и освобождают готовую отливку вместе с литниковой системой (рис.4, ж).

Стержни изготавливают вручную в стержневых ящиках. Стержневой ящик состоит из двух половин, которые соединяют струбцинами и набивают стержневой смесью. В стержень вставляют каркас из проволоки и прокалывают сквозные вентиляционные каналы. Затем стержневой ящик осторожно раскрывают и готовый стержень отправляют в сушку.

В массовом и серийном производстве мелких и средних отливок применяют машинную формовку. Она имеет ряд преимуществ перед ручной: облегчает труд; повышает производительность труда и точность отливок, что экономит 10…15 % металла за счет уменьшения припусков на обработку; уменьшает брак. Для наполнения опок единая формовочная смесь подается транспортером в дозатор, который выдает определенную порцию смеси в формовочную машину.

Заливка форм, выбивка отливок и стержней, обрубка и очистка отливок

Заливка форм

При заливке формы струя жидкого металла может размыть поверхность формы; сдвинуть стержень; давлением раздать плохо уплотненную смесь, что увеличит размеры и массу отливки; образовать газовые раковины. На качество отливки оказывают влияние температура заливаемого металла, длительность заливки. Так, например, недостаточно нагретый расплав плохо заполняет щелевидные полости формы, вызывая брак отливки в виде недоливов. Слишком перегретый металл приводит к образованию усадочных раковин, и увеличивает пригар смеси. Оптимальная температура расплава составляет: сталь 1390…1550 °С, чугун 1220…1400 °С.

Расплав перед заливкой выдерживают в ковше для выделения газов и всплывания шлака. Заливку производят не прерывая струю для исключения охлаждения и окисления расплава, засасывания воздуха и шлака в полость формы.

Выбивка отливок и стержней

Мелкие и средние отливки выбивают из форм на выбивных решетках. Она вибрирует, форма подбрасывается, соударяется с решеткой и разрушается. Стержни выбивают на пневматических вибрационных машинах. Крупные стержни вымывают из отливки мощной струей воды, используя гидравлические установки.

Обрубка и очистка отливок

После освобождения отливки из формы и выбивки стержней производят удаление литниковой системы и прибылей: отбиваются молотком, удаляют кусачками, дисковыми пилами, неровности зачищают абразивным кругом или дробеструйными машинами,

Третий учебный вопрос.

Специальные виды литья.

Отливки, полученные в песчано-глинистых разовых формах, имеют невысокую точность и низкое качество поверхности, что заставляет оставлять значительные припуски на механическую обработку, а также получается крупнозернистая структура. Повышение точности и качества поверхности отливок достигают, используя специальные методы литья.

Заключение.

Таким образом, в лекции изучены общие вопросы литейного производства.

Разработал: кандидат технических наук, доцент __________________ Д.Л. Долинов ²_____² __________________ 20__г.

Задание на самоподготовку: повторить материал лекции по конспекту и литературе.

 

ЛЕКЦИЯ № 21

 

По дисциплине

 

Материаловедение и технология конструкционных материалов

 

 

Горно-нефтяной факультет

(для специальности ЭАПУ, ЭМ)

Тема: «Основы литейного производства»

(наименование темы лекции)

 

	Кандидат технических наук, доцент (фамилия и инициалы автора) Долинов Д.Л.
		Обсуждены на заседании кафедры ² ² ________20 ___ г Протокол №

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Приветствие, проверка наличия и готовности студентов к занятию, соблюдения порядка в аудитории. Обоснование актуальности и объявление темы, цели, учебных вопросов лекции, ее значимости для выбранной профессии Доведение литературы по материалу лекции.

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: