Производство тяжелых цветных и благородных металлов

Тяжёлые цветные металлы, название группы цветных металлов, включающей Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg. Мировое производство Cu, Pb, Zn, Ni исчисляется миллионами тонн в год. Сырьём для получения Т. ц. м. служат сульфидные и окисленные полиметаллические руды, в которых обычно содержатся также многие благородные, редкие и др. ценные элементы, добываемые попутно с основными металлами. Многообразием типов руд и номенклатуры металлов обусловлено большое число разнообразных и достаточно сложных методов их получения, обеспечивающих максимально полное извлечение всех ценных составляющих сырья. Методы получения Т. ц. м. подразделяются на пирометаллургические (осуществляемые при высоких температурах обычно с расплавлением всей массы сырья) и гидрометаллургические (основанные на избирательном растворении ценных составляющих в водных растворах кислот или др. растворителях и последующем выделении из раствора методамиэлектролиза или цементации). Пирометаллургической переработке обычно предшествует механическое обогащение руд, в процессе которого происходит частичное разделение (методами флотации или гравитационного обогащения) ценных минералов и минералов пустой породы. Полученные тем или иным методом черновые металлы подвергают рафинированию.Т. ц. м. применяют как в элементарном состоянии, так и в виде разнообразных сплавов с др. цветными металлами и железом. В промышленности и сельском хозяйстве широкое применение находят также многие химические соединения Т. ц. м.; некоторые соединения (PbS, CdS, ZnS, HgTe, CdTe и др.) обладают ценными полупроводниковыми свойствами и играют важную роль в развитии электронной техники.

2. Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова (ПГУ) – один из крупнейших университетов Казахстана. ПГУ является центром образования, науки и культуры не только в Павлодарском регионе, но и в Республике.Павлодарский государственный университет им.С.Торайгырова был создан в мае 1996 года на базе Индустриального института, образованного в 1960 году на основе Постановления Совета Министров СССР от 20 сентября 1960 года. Размещался институт в двух казармах и 10 одноэтажных бараках бывшего 24-го военного училища. На трех факультетах - машиностроительном, инженерно-строительном и энергетическом - обучалось 400 студентов. Занятия вели 16 преподавателей, из которых только один имел ученое звание доцента. ПГУ им. С.Торайгырова является бесспорным лидером среди учебных заведений в Павлодарской области как по количеству обучающихся, так и по качеству предоставляемых образовательных услуг. Вуз готовит специалистов высшего профессионального обучения различных направлений на государственном и русском языках по 66 специальностям бакалавриата, 46 специальностям магистратуры, 4 специальностям докторантуры PhD. Подготовку осуществляет 567 преподавателей из них – 47 докторов наук, профессоров, 227 кандидатов наук, доцентовВ 2011 и 2012 годах ПГУ им.С.Торайгырова успешно прошел Международную аккредитацию. Кредитная система обучения – образовательная система, направленная на повышение уровня самообразования и творческого освоения знаний на основе индивидуализации, выборности образовательной траектории в рамках регламентации учебного процесса и учета объема знаний в виде кредитов. Цель внедрения кредитной системы обучения – интеграция национальной системы образования РК в мировую образовательную систему, создание условий конвертируемости дипломов, отвечающих международным стандартам, их востребованности на рынке труда. Главные задачи кредитной системы обучения: - унификация объема знаний; - создание условий для максимальной индивидуализации обучения; - усиление роли и эффективности самостоятельной работы обучающихся.

 

3. Деформа́ция —изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов.

Упругая и пластическая деформация. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела (предел упругости). Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Пластическая деформация твердых тел (ползучесть) может происходить двумя принципиально разными механизмами: дислокационным и диффузионным. Первый механизм реализуется за счёт движения в объёме кристаллов дислокаций и других дефектов решётки и не требует термической активации.Диффузионный механизм реализуется путем перемещения вакансий и характерен для повышенных температур.Кроме того в качестве дополнительного механизма выделяется скольжение по границам зерен.

 

Билет 21

1.Получения заготовок методами литья.

Литейная технология – это процесс получения литых заготовок путем заливки расплавленного металла в формы, полость которых повторяет конфигурацию отливки. При охлаждении металл отвердевает и принимает конфигурацию полости формы. Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких грамм до 300т, длиной от нескольких сантиметров до 20м, 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.). Отливки получают из черных сплавов (чугуны, стали) и цветных сплавов (алюминиевых, магниевых, медных, цинковых, титановых и др.).Различные сплавы имеют разные литейные свойства, которые характеризуются следующими параметрами:1) Жидкотекучесть - это способность металлов и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять её полости и чётко воспроизводить контуры отливки.2) Усадка - свойство литейных сплавов уменьшать объём при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают объёмную и линейную усадку, выражаемую в относительных единицах.

2.Исторические сведения о металлургии. Развитие металлургии в Казахстане. Металлургическая промышленность Казахстана является крупным сектором отечественной экономики. Основные горно-металлургические компании Казахстана, прежде всего Евразийская промышленная ассоциация, «Миттал Стил Темиртау» (Испат-Кармет), АО «Корпорация «Казахмыс», АО «Казцинк», представляют собой единый про­изводственно-хозяйственный комплекс, имеющий в своем составе предприятия по добыче, обогащению и металлурги­ческой переработке, а также энерго- и тепловырабатывающие предприятия, развитую инфраструктуру, обеспечи­вающую финансовые, маркетинговые, сбытовые, внешнеэкономические, на­учно-исследовательские работы. Преимуществом металлургии Казах­стана является наличие собственной ми­нерально-сырьевой базы. Как известно, казахстанские руды, содержащие цвет­ные металлы, являются комплексными, имеют сложный структурно-минералогический состав. Они включают широкий спектр редких и рассеянных элементов. В то же время структура, физические, химические и другие характеристики казахстанских руд при добыче, обога­щении и металлургической переработке требуют индивидуальной технологии для каждого месторождения

3. Деформа́ция —изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Упругая и пластическая деформация. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела (предел упругости). Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Пластическая деформация твердых тел (ползучесть) может происходить двумя принципиально разными механизмами: дислокационным и диффузионным. Первый механизм реализуется за счёт движения в объёме кристаллов дислокаций и других дефектов решётки и не требует термической активации.Диффузионный механизм реализуется путем перемещения вакансий и характерен для повышенных температур.Кроме того в качестве дополнительного механизма выделяется скольжение по границам зерен.

 

Билет 22

1.Получение заготовок обработкой металлов давлением..

Обработка металлов давлением — технологический процесс получения заготовок или деталей в результате силового воздействия инструмента на обрабатываемый материал. Прокатка - процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками.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 заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом (бойками) на отдельные участки нагретой заготовки. 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.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.Существуют так же процессы, при которых используются комбинации из нескольких методов. Например, метод прокатка-волочение.

 

2.Исторические сведения о металлургии. Развитие металлургии в Казахстане. Металлургическая промышленность Казахстана является крупным сектором отечественной экономики. Основные горно-металлургические компании Казахстана, прежде всего Евразийская промышленная ассоциация, «Миттал Стил Темиртау» (Испат-Кармет), АО «Корпорация «Казахмыс», АО «Казцинк», представляют собой единый про­изводственно-хозяйственный комплекс, имеющий в своем составе предприятия по добыче, обогащению и металлурги­ческой переработке, а также энерго- и тепловырабатывающие предприятия, развитую инфраструктуру, обеспечи­вающую финансовые, маркетинговые, сбытовые, внешнеэкономические, на­учно-исследовательские работы. Преимуществом металлургии Казах­стана является наличие собственной ми­нерально-сырьевой базы. Как известно, казахстанские руды, содержащие цвет­ные металлы, являются комплексными, имеют сложный структурно-минералогический состав. Они включают широкий спектр редких и рассеянных элементов. В то же время структура, физические, химические и другие характеристики казахстанских руд при добыче, обога­щении и металлургической переработке требуют индивидуальной технологии для каждого месторождения

3.. Деформа́ция —изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Упругая и пластическая деформация. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела (предел упругости). Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Пластическая деформация твердых тел (ползучесть) может происходить двумя принципиально разными механизмами: дислокационным и диффузионным. Первый механизм реализуется за счёт движения в объёме кристаллов дислокаций и других дефектов решётки и не требует термической активации.Диффузионный механизм реализуется путем перемещения вакансий и характерен для повышенных температур.Кроме того в качестве дополнительного механизма выделяется скольжение по границам зерен.

Билет 23

1.Сварочное производство

Сварка — это технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), и/или пластическом деформировании.Сварка применяется для соединения металлов и их сплавов, термопластов во всех областях производства и в медицине.При сварке используются различные источники энергии: электрическая дуга, электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только в условиях промышленных предприятиях, но в полевых и монтажных условиях (в степи, в поле, в открытом море и т. п.), под водой и даже в космосе.Термический класс: виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии. Термомеханический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления.Механический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления.

2. Развитие доменного и конвертерного производства в Казахстане..

3.. Деформа́ция —изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Упругая и пластическая деформация. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела (предел упругости). Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Пластическая деформация твердых тел (ползучесть) может происходить двумя принципиально разными механизмами: дислокационным и диффузионным. Первый механизм реализуется за счёт движения в объёме кристаллов дислокаций и других дефектов решётки и не требует термической активации.Диффузионный механизм реализуется путем перемещения вакансий и характерен для повышенных температур.Кроме того в качестве дополнительного механизма выделяется скольжение по границам зерен.

Билет 24

1.Порошковая металлургия.

Порошковая металлургия — технология получения металлических порошков и изготовления изделий из них (или их композиций с неметаллическими порошками). В общем виде технологический процесс порошковой металлургии состоит из четырёх основных этапов: (1) производство порошков, (2) смешивание порошков, (3) уплотнение (прессование, брикетирование), (4) спекание. Применяется как экономически выгодная замена механической обработки при массовом производстве. Технология позволяет получить высокоточные изделия. Также применяется для достижения особых свойств или заданных характеристик, которые невозможно получить каким-либо другим методом. Порошковая металлургия должна рассматриваться в качестве возможного метода производства любой детали, при подходящей геометрии и большом объеме производства…. Получение металлических порошков

Существует несколько способов получения металлических порошков. Физические, химические и технологические свойства порошков, форма частиц зависит от способа их производства. Вот основные промышленные способы изготовления металлических порошков:

1. Механическое измельчение металлов в вихревых, вибрационных и шаровых мельницах.

2. Распыление расплавов (жидких металлов) сжатым воздухом или в среде инертных газов. Метод появился в 60-х годах. Его достоинства — возможность эффективной очистки расплава от многих примесей, высокая производительность и экономичность процесса.

3. Восстановление руды или окалины. Наиболее экономичный метод. Почти половину всего порошка железа получают восстановлением руды.

4. Электролитический метод.

5. Использование сильного тока приложенного к стержню металла в вакууме. Применяется для производства порошкового алюминия.

В промышленных условиях специальные порошки получают также осаждением, науглероживанием, термической диссоциацией летучих соединений (карбонильный метод) и другими способами.

2. Экзаменационная сессия Се́ссия (от лат. sessio) — это период сдачи экзаменов в учебном заведении. Обычно в учебном году две сессии — зимняя и летняя (на дневных и вечернихфакультетах). Учебным планом устанавливается количество экзаменов: в вузе, как правило, не больше пяти. Между экзаменами должен проходить установленный промежуток времени на подготовку к экзамену: как правило, не менее трех дней.«Зачётная неделя» предшествует сессии, и студенты допускаются к сессии, если они сдали все предусмотренные на текущий семестр зачёты, курсовые работы ипроекты. Студенты, не получившие все зачёты до конца зачетной недели, до сессии не допускаются, пока задолженности по всем зачётам не будут ими закрыты (как правило, для сдачи такой задолженности студент должен прийти к преподавателю с направлением от своего деканата). В некоторых ВУЗах студенты могут допускаться к сессии с одним-двумя несданными зачётами.После основной экзаменационной сессии следует период, в который студенты могут пересдать несданные экзамены. В большинстве ВУЗов официально пересдачи допускаются только после сессии и не более трёх раз (третий раз — перед комиссией), но на практике это правило часто не соблюдается. Сдав все экзамены и зачёты, студент «закрывает сессию» — сдаёт зачётку в деканат для сверки и уходит на каникулы. В некоторых вузах пересдачи допускаются, если в одну сессию с первого раза не было сдано не более двух экзаменов. При несдаче с первого раза третьего экзамена студент может быть отчислен.После сессии идут отчисления студентов, которые не закрыли сессию вовремя. Поэтому сессия — самое напряжённое время для студентов. Студенты, не сдавшие сессию вовремя, лишаются стипендии и могут быть отчислены.

3. Павлодарский государственный университет им.С.Торайгырова был создан в мае 1996 года на базе Индустриального института, образованного в 1960 году на основе Постановления Совета Министров СССР от 20 сентября 1960 года. Размещался институт в двух казармах и 10 одноэтажных бараках бывшего 24-го военного училища. На трех факультетах - машиностроительном, инженерно-строительном и энергетическом - обучалось 400 студентов. Занятия вели 16 преподавателей, из которых только один имел ученое звание доцента.

Павлодарский государственный университет имени Султанмахмута Торайгырова – высшее учебное заведение с большой и славной биографией: более полувека в стенах этого вуза готовят высокопрофессиональные кадры для всей страны. Сегодня это полифункциональный университет инновационного типа, ведущий вуз региона, крупнейший научный центр, широко известный своими инновациями и достижениями в Республике Казахстан и за ее пределами.

Билет № 25

1) Обраб о тка мет а ллов р е занием, технологические процессы обработки металлов путём снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих станках с целью придания деталям заданных форм, размеров и качества поверхностных слоев. Основные виды О. м. р.: точение,строгание, сверление, развёртывание, протягивание, фрезерование и зубофрезерование, шлифование, хонингование и др. Закономерности О. м. р. рассматриваются как результат взаимодействия системы станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД). Любой вид О. м. р. характеризуется режимом резания, представляющим собой совокупность следующих основных элементов: скорость резания v, глубина резания t и подача s. Скорость резания — скорость инструмента или заготовки в направлении главного движения, в результате которого происходит отделение стружки от заготовки, подача — скорость в направлении движения подачи.

2) Цветная металлургия Удельный вес цветной металлургии в общем объеме промышленного производства превышает 12%. Из извлекаемых руд производятся медь, свинец, цинк, титан, магний, редкие и редкоземельные металлы, прокат на основе меди, свинца и т.д. По уровню производства Казахстан входит в число крупных в мире производителей и экспортеров рафинированной меди. Доля республики в мировом производстве меди составляет 2,3%. При этом, практически вся производимая в стране медь экспортируется за рубеж. Основными импортерами казахстанской меди являются Италия, Германия и другие страны. Казахстан является третьим среди новых независимых государств, производителем золота, добыча и производство которого увеличивается с каждым годом. В стране зарегистрировано свыше 170 золотоносных месторождений. Черная металлургия По запасам железной руды Казахстан занимает восьмое место в мире. Его доля в мировых запасах составляет 6%. Кроме значительных запасов, другим преимуществом казахстанской железной руды является ее довольно высокое качество. Из 8,7 млрд. тонн железной руды 73,3% запасов являются легко добываемыми. Более 70% добываемой в стране железной руды уходит на экспорт. Доля руд черных металлов, включая хромовые и марганцевые руды, в общем экспорте страны в 1999 году составила около 4%. Черная металлургия Казахстана производит более 12,5 % республиканского объема промышленной продукции. Флагманом индустрии республики является Карагандинский металлургический комбинат "Испат-Кармет". Предприятие имеет полный металлургический цикл и специализируется на выпуске различных видов проката черных металлов - листового, сортового, белой жести, труб и т.д. Металл этого комбината экспортируется в станы СНГ и дальнего зарубежья. В Казахстане имеются большие запасы хромитовых руд, на базе которых работают ферросплавные заводы республики.

3) МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЁ — товарная продукциягорного производства. К минеральному сырью относятсяполезные ископаемые, извлечённые из недр в процессе освоенияминеральных ресурсов и подвергнутые обработке, необходимой для их хозяйственного использования. Для получения товарного продукта некоторые виды добываемых полезных ископаемых (например, нефть, газ, бокситы, нерудные строительные материалы, минеральные воды, марганцевые и хромовые руды) требуют незначительной обработки (обессоливание, обезвоживание, очистка, сушка, фильтрование, дробление и пр.). Для других видов полезных ископаемых из-за невысокой концентрации полезных компонентов, физических и других особенностей для получения технологически ценных товарных продуктов, удовлетворяющих требованиям промышленности к сырью, необходима глубокая переработка (см. Обогащение полезных ископаемых). В некоторых случаях товарным продуктом являются металл (например, золото, платина), минерал (асбест, драгоценные камни).

Билет № 26

2) МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЁ — товарная продукциягорного производства. К минеральному сырью относятсяполезные ископаемые, извлечённые из недр в процессе освоенияминеральных ресурсов и подвергнутые обработке, необходимой для их хозяйственного использования. Для получения товарного продукта некоторые виды добываемых полезных ископаемых (например, нефть, газ, бокситы, нерудные строительные материалы, минеральные воды, марганцевые и хромовые руды) требуют незначительной обработки (обессоливание, обезвоживание, очистка, сушка, фильтрование, дробление и пр.). Для других видов полезных ископаемых из-за невысокой концентрации полезных компонентов, физических и других особенностей для получения технологически ценных товарных продуктов, удовлетворяющих требованиям промышленности к сырью, необходима глубокая переработка (см. Обогащение полезных ископаемых). В некоторых случаях товарным продуктом являются металл (например, золото, платина), минерал (асбест, драгоценные камни).

3) Периодический закон был сформулирован Д. И. Менделеевым в следующем виде (1871): «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Название «щелочные «металлы» присвоено элементам главной подгруппы первой группы ввиду того, что гидроокиси двух главных представителей этой группы — лития, натрия и калия — издавна были известны под названием «щелочей». Из этих щелочей, подвергая их в расплавленном состоянии электролизу, Дэви в 1807 г. впервые получил свободные калий и натрий. Имея в наружном слое только один электрон, удаленный от ядра на значительное расстояние, атомы щелочных металлов чрезвычайно легко отдают его, превращаясь в положительные однозарядные ионы с устойчивой оболочкой соответствующего инертного газа. Поэтому щелочные металлы являются наиболее типичными представителями металлов. Все металлические свойства выражены у них особенно резко.
Цель курсовой работы рассмотреть щелочные металлы.

Билет № 27

1) Литье в кокиль – изготовление отливок из расплавленного металла в металлических формах-кокилях. Формирование отливки происходит при интенсивном отводе теплоты от расплавленного металла, от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаных формах. Схема получения отливок в кокиле представлена на рисунке. Отливки простой конфигурации изготавливают в неразъемных кокилях, несложные отливки с небольшими выступами и впадинами на наружной поверхности – в кокилях с вертикальным разъемом. Крупные, простые по конфигурации отливки получают в кокилях с горизонтальным разъемом. При изготовлении сложных отливок применяют кокили с комбинированным разъемом. Расплавленный металл в форму подводят сверху, снизу (сифоном) или сбоку. Для удаления воздуха и газов по плоскости разъема прорезают вентиляционные каналы. Все операции технологического процесса литья в кокиль механизированы и автоматизированы. Используют однопозиционные и многопозиционные автоматические кокильные машины. Литье в кокиль применяют в массовом и серийном производствах для изготовления отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов с толщиной стенки 3…100 мм, массой от нескольких граммов до нескольких сотен килограммов. Литье в кокиль позволяет сократить или избежать расхода формовочных и стержневых смесей, трудоемких операций формовки и выбивки форм, повысить точность размеров и снизить шероховатость поверхности, улучшить механические свойства. Недостатки кокильного литья: высокая трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.

2)Цвет. Металлы непрозрачны, т.е. не пропускают сквозь себя свет, и в этом отраженном свете каждый металл имеет свой особенный оттенок – цвет. Из технических металлов окрашенными являются только медь (красная) и ее сплавы. Цвет остальных металлов колеблется от серо- стального до серебристо – белого. Тончайшие пленки окислов на поверхности металлических изделий придают им дополнительные окраски. Удельный вес. Вес одного кубического сантиметра вещества, выраженный в граммах, называется удельным весом. Плавкость. Способность при нагревании переходить из твердого состояния в жидкое является важнейшим свойством металлов. При нагревании все металлы переходят из твердого состояния в жидкое, а при охлаждении расплавленного металла – из жидкого состояния в твердого. Температура плавления технических сплавов имеет не одну определённую температуру плавления, а интервал температур, иногда весьма значительный. Электропроводность. Электропроводность заключается в переносе электричества свободными электронами. Электропроводность металлов в тысячи раз выше электропроводности неметаллических тел. При повышении температуры электропроводность металлов падет, и при понижении – возрастает. При приближении к абсолютному нулю (- 273⁰С) электропроводность беспредельно металлов колеблется от +232⁰ (олово) до 3370⁰ (вольфрам). Большинство увеличивается (сопротивление, падает почти до нуля).

3) Металлические материалы, к которым относятся: сплавы на основе железа – чистое железо, стали, чугуны;стали и сплавы с особыми физическими свойствами (магнитные и немагнитные стали и сплавы, аморфные сплавы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, сплавы с эффектом памяти формы и т.д.);цветные металлы и сплавы – алюминий и сплавы на его основе (деформирующиеся и литейные; упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой), медь и сплавы на ее основе (латуни, бронзы), титан и сплавы на его основе, подшипниковые сплавы и др.композиционные материалы с металлической матрицей;Неметаллическиематериалы:полимерные органические материалы – пластмассы (термореактивные и термопластичные), резины; композиционные материалы с неметаллической матрицей (стекло-пластики, углепластики, оргпластики и др.);неорганические материалы (стекло, ситаллы, керамика);Материалы со специальными свойствами – электронные материалы, материалы с особыми оптическими свойствами (волоконная оптика, люминофоры), проводниковые материалы. Кроме того, возможна классификация конструкционных материалов по свойствам, определяющим выбор материала для конкретных деталей конструкций. Каждая группа материалов оценивается соответствующими критериями, обеспечивающими работоспособность в эксплуатации. Универсальные материалы рассматриваются в нескольких группах, если возможность их применения определяется различными критериями.

Билет № 28

1) К машиностроительным материалам относятся металлы и их сплавы, древесина, пластмассы, резина, картон, бумага, стекло и др. Наибольшее применение при изготовлении машин получили металлы и их сплавы. Металлами называются вещества, обладающие высокой теплопроводностью и электрической проводимостью; ковкостью, блеском и другими характерными свойствами. Металлы и их сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Их атомы (ионы, молекулы) располагаются в пространстве в строго определенном порядке и образуют пространственную кристаллическую решетку. Наименьший комплекс атомов, который при многократном повторении в пространстве воспроизводит решетку, называется элементарной кристаллической ячейкой. Форма элементарной кристаллической ячейки определяет совокупность свойств металлов: блеск, плавкость, теплопроводность, электропроводность, обрабатываемость и анизотропность (различие свойств в различных плоскостях кристаллической решетки).

2) В разделе промышленные материалы представлены физико-химические основы и производственные возможности современных промышленных технологий и материаловедение. Инновационные технологии в производстве промышленных материалов. В разделе наукоемкие промышленные технологии обсуждается схема появления новых технологий и их модификаций, их роль и значение в современном промышленном производстве. Приведены примеры физических эффектов, широко применяемых в технике и технологии. Нанотехнологии и их промышленное освоение. Биотехнология и сферы применения биотехнологий.

3) Процесс формовки и отливки металлов очень мало изменился за всё время своего существования. Изменения затронули только обслуживающие аппараты, но сущность процесса осталась той же, какой была во времена доисторического человека. Процесс отливки металла казался удивительным искусством тем, кто никогда им не занимался, а специалисты ревностно охраняли секреты своего ремесла, чтобы другие не узнали, как оно несложно. Отливка по восковым моделям. Имеется два метода отливки металлических изделий: отливка по восковым моделям и отливка в песочных формах. Первый метод заключается в следующем. Восковую модель покрывают песком и огнеупорной глиной и затем обжигают, освобождая форму от воска. Получается готовая форма для заливки металла. Таким методом пользуются при отливке скульптур, золотых зубов, инкрустаций и во всех других случаях, когда требуется только одна отливка; ибо очевидно, что по олной модели можно отлить таким способом только одно изделие. Отсюда название метода «потеряный воск». Особенно удобно отливать таким путём небольшие детали неправильной формы из золота, серебра и платины. Экспериментатор, обычно, не любит изготовлять такие изделия из твёрдого металла, так как при этом приходится собирать стружку и опилки, которые слишком дороги, чтобы терять их.

Билет № 29