Читайте также:
|
См. также: Маркировка сталей
Стали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь.
По химическому составу стали делятся на углеродистые[3] и легированные[4]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—2 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов.
Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.
По структуре сталь различается на аустенитную, ферритную, мартенситную, бейнитную или перлитную. Если в структуре преобладают две и более фаз, то сталь разделяют на двухфазную и многофазную.
Вопрос №7
сущность передела чугуна в сталь.
Сущность передела чугуна в сталь является снижение содержание углерода и примесей путем их избирательного окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки.
Основным материалом для производства стали является передельный чугун и стальной лом. Содержание углерода в стали меньше чем в чугуне а именно 2.14%
в процессе производства в первую очередь окисляется железо с выделением тепла. Почти одновременно с ним окисляются активные элементы как Si,P,C,Mn....с выделением или поглащением тепла.
Сам же процесс идет в несколько этапов:
Все реакции протекаемы при производсте подчиняются закону распределения и принципу Ле Шателье(реакции с выделением теплоты идут быстрее при пониженных температурах среды в которой проходит реакция.).
Вопрос № 8
Задача первого этапа выплавки стали заключается:
Задача первого этапа выплавки стали заключается в расплавлении шихты и нагреве ванны жидкого металла. На этом этапе температура металла невысока, происходит интенсивное окисление железа и окисление примесей(Si, P, Mn). Наболее важная задача данного процесса-удаление фосфора. Для этого используют основной шлак. содержащий CaO. Данный шлак должен поглощать из металла P и S и удерживать их.
Вопрос № 9
Задача второго этапа выплавки стали заключается в "кипении" металлической ванны, т.е. прогрев до более высоких температур, чем на первом этапе. При повышении температуры металла более интенсивно протекает реакция окисления углерода, происходящее с поглащение теплоты. Для окисления углерода в металл вводят значительное количество руды, окалины или вдувают кислород. Образовавшийся оксид железа реагирует с углеродом, и выделяются пузырьки оксида углерода, начинается кипение ванны. При кипении уменьшается содержание углерода в металле до требуемого, выравнивается температура по объему ванны, частично удаляются неметалические включения, прилипающие к пузырькам СО. Всё это способствует повышению качества металла.Этот процесс является основным в выплавке стали. В этот период создаются условия для удаления серы из металла.
Вопрос №10
Третий этап – раскисление стали – заключается в восстановлении оксида железа, растворенного в жидком металле. В зависимости от степени раскисления выплавляют спокойноые кипящие и полуспокойные стали.
СП(спокойные) – при полном раскислении в печи и в ковше.
КП(кипящие) – раскисляются в печи неполностью. Раскисление продолжается в изложнице. Кипящая сталь не содержит неметаллических включений – продуктов раскисления, поэтому обладает хорошей пластичностью.
ПС(полуспокойные) – имеют продолжительную раскисленность между спокойной и кипящей. Частично она раскисляется в печи и ковше, а частично в изложнице благодаря взаимодействию оксида железа и глерода, содеожащегося в стали.
Вопрос № 11
Мартеновская печь (от имени Пьера. Мартена), пламенная регенеративная печь для переработки чугуна и стального лома в сталь заданного химического состава и качества.
Мартеновская печь — агрегат симметричный: правая и левая её стороны относительно вертикальной оси одинаковы по устройству. Топливо и воздух для горения поступают в рабочее пространство поочерёдно то с правой, то с левой стороны; продукты сгорания отводятся из рабочего пространства соответственно с противоположной стороны. Изменение направления подачи топлива и воздуха, то есть изменение направления факела в рабочем пространстве, осуществляется системой клапанов и шиберов и называется "перекидкой" клапанов. Продукты сгорания поступают из шлаковика в регенератор сверху при температуре 1500— 1600 °C и, проходя по насадке (огнеупорная кладка регенераторов), передают ей значительную часть содержащегося в них тепла. При последующем прохождении через нагретую насадку холодного воздуха или газа они нагреваются до 1100— 1200 °С.
Все элементы М. п. выкладывают из огнеупорных материалов. В зависимости от характера огнеупорных материалов, из которых выложено рабочее пространство, М. п. делятся на основные и кислые. Для кладки основной М. п. применяют магнезитовый, магнезито-хромитовый, хромомагнезитовый кирпичи, магнезитовый порошок (для наварки пода), для кладки кислой М. п. — динасовый кирпич и кварцевый песок. В нижнем строении печи используются форстеритовый, высокоглинозёмистый, магнезитовый и шамотный кирпичи. Для придания строительной прочности всей конструкции печи кладка крепится металлической арматурой. Узлы и детали М. п., работающие в условиях высоких температур, постоянно охлаждаются.
Основной принцип действия — вдувание раскаленной смеси горючего газа и воздуха в печь с низким сводчатым потолком, отражающим жар вниз, на расплав. Нагревание воздуха происходит посредством продувания его через предварительно нагретый регенератор (специальная камера, в которой выложены каналы огнеупорным кирпичом). Нагрев регенератора до нужной температуры осуществляется очищенными горячими печными газами. Происходит попеременный процесс: сначала нагрев регенератора продувкой печных газов, затем продувка холодного воздуха.
В зависимости от состава огнеупорных материалов, из которых изготовлена подина печи, мартеновский процесс бывает двух типов: основной (в составе огнеупоров подины преобладают основные окислы — CaO, MgO) и кислый (подина состоит из SiO2). Шлак основного процесса состоит преимущественно из основных окислов, а кислого — из кислых. В зависимости от состава шихты (точнее, от соотношения чугуна и лома в шихте) мартеновский процесс подразделяют на несколько технологических вариантов. При карбюраторном (скрап-угольном) процессе металлическая часть шихты состоит практически только из стального лома (Скрапа), а требующееся количество углерода вводится в шихту углеродсодержащими материалами (карбюраторами): антрацитом, коксом, графитом, каменным углём и т. п. Карбюраторный процесс получил очень небольшое распространение. Скрап-процесс характеризуется тем, что шихта состоит в основном из скрапа. Расход чугуна при этом зависит от необходимого для проведения периода кипения содержания углерода в расплавленном металле и колеблется от 20 до 45 %. Скрап-процесс обычно применяется на заводах, не имеющих доменных печей, а также в мартеновских цехах машиностроительных заводов. Наиболее широко распространён скрап-рудный процесс, получивший своё название от того, что твёрдая часть шихты состоит в основном из скрапа и руды; для процесса характерно повышенное количество чугуна (50—80 % от массы металлической части шихты), заливаемого в печь в жидком виде. Скрап-рудный процесс применяется в мартеновских цехах заводов, имеющих доменные печи. В связи с повышенным содержанием чугуна в шихте в ванну вносится много примесей (углерод, марганец, кремний, фосфор, сера), на окисление которых требуется повышенное количество кислорода (газообразного и в виде окислов руды). Рудный процесс получил своё название от того, что твёрдая часть шихты состоит в основном из железной руды; металлическая часть шихты состоит только из жидкого чугуна. Широкого применения рудный процесс не получил.
Более 95 % мартеновской стали выплавляется основным процессом (скрап-процессом и скрап-рудным). Кислый мартеновский процесс значительно меньше распространён, чем основной, в связи с тем, что при нём затруднено удаление из металла серы и фосфора и поэтому требуются более чистые (и, следовательно, более дорогие) шихтовые материалы; плавка при кислом процессе длится дольше, чем при основном. Однако особенности взаимодействия металла с кислой футеровкой подины печи и с кислым шлаком, газопроницаемость которого меньше, чем основного, а также использование чистых шихтовых материалов позволяют получать при кислом процессе сталь высокого качества, чистую от вредных примесей и характеризующуюся очень малой анизотропностью свойств вдоль и поперёк направления последующей обработки давлением. В связи с этим кислая мартеновская сталь широко используется для производства роторов турбин, крупных коленчатых валов, стволов артиллерийских орудий и других изделий, которые должны иметь высокую механическую прочность вдоль и поперёк волокна.
Вопрос №12
Кислородный конвертер – это сосуд грушевой формы, вместимость конвертора от 70 до 350 тонн расплавленного чугуна.
Материалом является жидкий передельный чугун, стальной лом(не более 30%), известь для наведения шлака, железная руда, а так же боксит (Al2O3), плавиковый шпат(CaF2) которые применяют для разжижения шлака.
Чугун заливается при t=1250-1400oC. Топливом является кислород. Чистота технического кислорода должна быть 99,5-99,7%, чтобы обеспечить низкое содержание азота. Струи кислорода пронизывают металл, вызывая его циркуляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Благодаря интенсивному окислению примесей чугуна при взаимодействии с кислородом развивается температура до 2400 oC.
В первую очередь окисляется железо. Образующийся оксид железа растворяется в шлаке и металле, обогащая металл кислородом.
Подачу кислорода заканчивают, когда содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер поворачивают и выливают сталь в ковш.
P<0,15% S<0,7%
В итоге получают конструкционные стали с различным содержанием углерода.
Вопрос № 13
13. Дуговая сталеплавильная печь — электрическая печь, в которой используется тепловой эффект электрической дуги для плавки металлов и др. материалов.
В обозначении дуговой сталеплавильной печи, как правило, присутствует её ёмкость в тоннах (например, ДСП-12). Диапазон печей варьируется от 0,1 до 400 тонн. Температура в ДСП может достигать 1800 °С.
Дуговая сталеплавильная печь (ДСП) состоит из рабочей ванны (плавильного пространства), регулятора мощности дуги и вспомогательных технологических механизмов, позволяющих открыть (закрыть) свод печи, скачать шлак и слить металл.Регулятор мощности дуги представляет собой механизм перемещения электродов с приводом, управляемый программно-адаптивным регулятором электрического режима.
Ранее существовали регуляторы дуги с электромеханическими приводами, которые в силу своей большой инерционности не получают дальнейшего распространения и практически полностью вытеснены регуляторами электрогидравлическими.
Как правило, ДСП имеет индивидуальное электроснабжение через печной трансформатор, подключенный к высоковольтной линии. Мощность трансформатора на больших печах достигает 180 МВт, первичное напряжение 6-35 кВ, на высокомощных печах до 110 кВ, вторичное 50-300В, а в современных печах до 1200 В. Вторичное напряжение регулируется при помощи переключателя ступеней напряжения (ПСН), который может быть как переключаемым при отключенной печи (ПБВ), так и под напряжением (РПН).
Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен снаружи заключена в металлический кожух. Съёмный свод может быть набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо, а может быть из водоохлаждаемых панелей, как и стенки. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь обычно питается трёхфазным током, но есть печи постоянного тока. Современная мощная дуговая печь используется преимущественно как агрегат для расплавления шихты и получения жидкого полупродукта, который затем доводят до нужных состава и степени чистоты внепечной обработкой в ковше.
Процесс выплавки
Плавка в ДСП, после осмотра печи и ремонта пострадавших участков футеровки (заправка), начинается с завалки шихты. В современные печи шихту загружают сверху при помощи загрузочной бадьи (корзины). Для предохранения подины от ударов крупными кусками шихты на дно бадьи загружают мелкий лом. Для раннего шлакообразования в завалку вводят известь 2-3 % от массы металлической шихты. После окончания завалки в печь опускают электроды, включают высоковольтный выключатель и начинают период плавления. На данном этапе возможна поломка электродов (при плохой проводимости между электродом и шихтой исчезает электрическая дуга и электрод упирается в непроводящий кусок шихты). Регулирование отдаваемой мощности осуществляется изменением положения электродов (длины электрической дуги) либо напряжения на электродах. После периода расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Шлак скачивают через шлаковую летку (рабочее окно), постоянно присаживая шлакообразующие, в течение всего периода плавления, с целью удаления фосфора из расплава. Шлак вспенивают углеродсодержащими материалами для закрытия дуг, для лучшей его скачиваемости и уменьшения угара металла.
Выпуск готовой стали и шлака в стальковш осуществляется через сталевыпускное отверстие и жёлоб путём наклона рабочего пространства (или, если печь оборудована вместо жёлоба донным выпуском, то через него). Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки (замер температуры металла и отбор пробы химического состава металла). Также рабочее окно может использоваться для подачи шлакообразующих и легирующих материалов (на малых печах). На современных сверхмощных печах подача шлакообразующих во время плавки осуществляется через специальное отверстие в своде конвеерной подачей. Углеродистые материалы для вспенивания шлака подаются в печь либо порционно через свод, либо вводятся инжекционными горелками струей сжатого воздуха. Перед выпуском и во время выпуска в стальковш добавляются легирующие и раскислители, а при отсекании печного шлака еще и шлакообразующие материалы.
Преимущества ДСП
Использование электрической энергии (электрического тока), возможность расплавить шихту (металлолом) практически любого состава, точное регулирование температуры металла и его химического состава подтолкнуло промышленность к использованию ДСП в ходе второй мировой войны для производства легированной стали, качественного литья и, как следствие, деталей оружия ибоеприпасов. Сегодня дуговые сталеплавильные печи производят различные сорта сталей и чугунов, а также могут являться источником сырья (полупродукта) для АКП и МНЛЗ.
Недостатки
Высокий местный перегрев под электродами; трудность перемешивания и усреднения химического состава чугуна; значительное количество продуктов горения и шума во время работы.
Вопрос № 14
)Общая характеристика индукционных тигельных печей
Индукционный нагрев — нагрев тел в электромагнитном поле за счёт теплового действия вихревых электрических токов, протекающего по нагреваемому телу и возбуждаемого в нём благодаря явлению электромагнитной индукции. При этом ток в нагреваемом изделии называют индуцированным или наведённым током. Индуцированными установками называют электротермические устройства, предназначенные для индукционного нагрева тел или плавки тех или иных материалов. Индукционная печь — часть индукционной установки, включающая в себя индуктор, каркас, камеру для нагрева или плавки, вакуумную систему, механизмы наклона печи или перемещения нагреваемых изделий в пространстве и др. Индукционная тигельная печь (ИТП), которую иначе называют индукционной печью без сердечника, представляет собой плавильный тигель, обычно цилиндрической формы, выполненный из огнеупорного материала и помещённый в полость индуктора, подключенного к источнику переменного тока. Металлическая шихта загружается в тигель, и, поглощая электромагнитную энергию, плавится.
Достоинства тигельных плавильных печей:
Выделение энергии непосредственно в загрузке, без промежуточных нагревательных элементов;
Интенсивная электродинамическая циркуляция расплава в тигле, обеспечивающая быстрое плавление мелкой шихты, отходов, выравнивание температуры по объёму ванны и отсутствие местных перегревов, гарантирующая получение многокомпонентных сплавов, однородных по химическому составу;
Принципиальная возможность создания в печи любой атмосферы (окислительной, восстановительной или нейтральной) при любом давлении;
Высокая производительность, достигаемая благодаря высоким значениям удельной мощности, особенно на средних частотах;
Возможность полного слива металла из тигля и относительно малая масса футеровки печи, что создаёт условия для снижения тепловой инерции печи благодаря уменьшению тепла, аккумулируемого футеровкой. Печи этого типа удобны для периодической работы с перерывами между плавками и обеспечивают возможность быстрого перехода с одной марки сплава на другую;
Простота и удобство обслуживания печи, управления и регулировки процесса плавки, широкие возможности для механизации и автоматизации процесса;
Высокая гигиеничность процесса плавки и малое загрязнение воздуха.
К недостаткам тигельных печей относятся относительно низкая температура шлаков, наводимых на зеркало расплава с целью его технологической обработки. Шлак в ИТП разогревается от металла, поэтому его температура всегда ниже, а также сравнительно низкая стойкость футеровки при высоких температурах расплава и наличие теплосмен (резких колебаний температуры футеровки при полном сливе металла). Однако преимущества ИТП перед другими плавильными агрегатами значительны, и они нашли широкое применение в самых разных отраслях промышленности.
В зависимости от того, идёт ли процесс плавки на воздухе или в защитной атмосфере, различают печи:
открытые (плавка на воздухе),
вакуумные (плавка в вакууме),
компрессорные (плавка под избыточным давлением).
По организации процесса во времени:
периодического действия
полунепрерывного действия
непрерывного действия
По конструкции плавильного тигля:
с керамическим (футерованным) тиглем,
с проводящим металлическим тиглем,
с проводящим графитовым тиглем,
с холодным (водоохлаждаемым) металлическим тиглем.
Контактное устройство индукционной тигельной печи
Электрооборудование включает в себя:
печь,
комплект измерительных приборов с трансформаторами,
генератор повышенной или высокой частоты,
коммутационную и защитную аппаратуру,
конденсаторную батарею, ёмкость которой можно менять.
Электрооборудование и измерительные приборы в случае повышенной и высокой частоты должно иметь специальное исполнение, допускающее использование специальной аппаратуры в зоне повышенных частот.
Переключатель S позволяет изменять в процессе плавки коэффициент связи индуктора и садки. Такое изменение необходимо в связи с тем, что активное сопротивление шихты различно в различные моменты процесса. Контакторы К1, К2, К3 позволяют изменять в процессе плавки ёмкость компенсирующей конденсаторной батареи и поддерживать cos.=1 в цепи индуктора. Это приходится делать, потому что во время плавки также изменяется и индуктивное сопротивление садки, так как изменяется магнитная проницаемость, величины вихревых токов и т. д.
Вопрос № 15
В индукционных печах металл нагревается токами, возбуждаемыми в непеременным полем индуктора. По существу индукционные печи также являются печами сопротивления, но отличаются от них способом передачи энергии нагреваемому металлу. В отличие от печей сопротивления электрическая энергия в индукционных печах превращается сначала в электромагнитную, затем снова в электрическую и, наконец, в тепловую.
При индукционном нагреве тепло выделяется непосредственно в нагреваемом металле, поэтому использование тепла оказывается наиболее полным. С этой точки зрения эти печи — наиболее совершенный тип электрических печей.
Индукционные печи бывают двух типов: с сердечником и без сердечника тигельные. В печах с сердечником металл находится в кольцевом желобе вокруг индуктора, внутри которого проходит сердечник. В тигельных печах внутри индуктора располагается тигель с металлом. Применить замкнутый сердечник в этом случае невозможно.
В силу ряда электродинамических эффектов, возникающих в кольце металла вокруг индуктора, удельная мощность канальных печей ограничивается определенными пределами. Поэтому эти печи используют преимущественно для плавления легкоплавких цветных металлов и лишь в отдельных случаях применяют для расплавления и перегрева чугуна в литейных цехах.
Удельная мощность индукционных тигельных печей может быть достаточно высока, а силы, возникающие в результате взаимодействия магнитных печей металла и индуктора, оказывают в этих печах положительное воздействие на процесс, способствуя перемешиванию металла. Бессердечниковые индукционные печи применяют для выплавки специальных, особенно низкоуглеродистых сталей и сплавов на основе никеля, хрома, железа, кобальта.
|
| Рисунок 2. Конструкция индукционной печи а - конструктивное оформление; 1 - индуктор, 2 - крепление витков индуктора, 3 - каркас, 4 - изоляция, 5 - подовая плита, 6 - тигель, 7 - цапфы, 8 - крышка б - футеровка тигля; 1 - подовая плита, 2 - тигель, 3 - воротник, 4 - сливной желоб, 5 - огнеупорная обмазка |
Важным достоинством тигельных печей являются простота конструкции и малые габариты. Благодаря этому они могут быть полностью помещены в вакуумную камеру и в ней возможно по ходу плавки обрабатывать металл вакуумом. Как вакуумные сталеплавильные агрегаты индукционные тигельные печи получают все более широкое распространение в металлургии качественных сталей.
|
Рисунок 3. Схематическое изображение индукционной канальной печи (а) и трансформатора (б)
Вопрос №16
Элетрошлаковый переплав.
Этот переплав происходиит в элетропечах дугового типа.
Электропечи имеют преимущества т.к в них можно получать высокую температуру металла,создавать окислительную,восстановительную, нейтральную, вакуум что позволяет выплавлять сталь любого состава. Используется для выплавки конструкционных,высоколегированных инструментальных специальных сплавов и сталей.
Ээлекстропечи бывают:
-дуговые
-индукционными
дуговые печи питаются трехфазным током. В них может быть плавка двух видов
-на шихте из легированных отходов легированных сталей и сплавов(это и есть метод переплава)
-на углеродистой шихте (этот метод окисления примесей.
Мощность тока в дуговой печи порядка 25-45кВ. Для выплавки легированных сталей в дуговыых печах в сталь вводят легирующие элементы в виде ферросплавов. Для равномерного горения дуги добавляют в шихту кальций!
Вопрос № 17
Вакуумно-дуговой переплав осуществляют;
Применяется с целью удаления из металла газов и не металлических включений.
Процесс осуществляется в вакуумно-дуговых печах с расходуемым электродом.Расходуемый электрод изготовляют механической обработкой слитка выплавленного в электропечах.
При подаче наприжения между расходуемым электродом-катодом и завтравкой-анодом,возникает дуга.Дуга горит мужду расходуемым электродом и жидким металлом в верхней части слитка на протяжении всей плавки.
Слитки ВДП содержат мало газов,неметаллических включений,отличаются высокой равномерностью химического состава,повышенным механическими сввами. Из слиткой изготовляют ответственные детали турбин,двигателей,авиационных конструкций.масса слитков достигает 50 т.
Вопрос № 18
18.Вакуумно-индукционных переплав осуществляют:
Выплавку металла в вакууме любого состава,раскисление металла с образованием минимального количества неметалических включений- продуктов раскисления.Используется для выплавки конструкционных, высоколигированных, инструментальных, специальных сплавов и сталей.
Вопрос № 19
Литье это способ получения фасонных заготовок деталей путем заливки расплавленного металла в заранее приготовленную литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки детали. После затвердевания и охлаждения металла в форме получают отливку-заготовку детали.
Виды литья:
Литьё в песчаные формы
Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее — деревянная, в настоящее время часто используются пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования), копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком или формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему (обычно это обрубка), удаляют облой и проводят термообработку.
Литьё в кокиль
Литьё металлов в кокиль — более качественный способ. Изготавливается кокиль — разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести.
Литьё под давлением
ЛПД занимает одно из ведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет 30—50 % общего выпуска (по массе) продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группу отливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литья под давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованию горячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовления отливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостью пресс-форм.
Литьё по выплавляемым моделям
Ещё один способ литья металлов — по выплавляемой модели — применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например лопатки турбин и т. п.) Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и др., (в простейшем случае — из воска) изготавливается точная модель изделия и литниковая система.
Вопрос № 20
Модельный комплект – совокупность технологической оснастки и приспособлений необходимых для образования в форме полости, соответствующей контурам отливки. В модельный комплект включают модели, модельные плиты, стержневые ящики и другие приспособления.
Литейная модель-приспособление с помощью которого в литейной форме получают полость с формой и размерами, близкими к конфигурации получаемой отливки. Модели бывают неразъемные, с отъемными частями и др.
Модельная плита- металлическая плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой системы.
Стержневой ящик-приспособление,служащее для изготовления стержней. Бывают:цельные, разъемные, вытряхные.
Вопрос № 21
.Литниковая система, Литниковая питающая система — система каналов и полостей в форме, которые организуют плавное, бездефектное и направленное затвердевание отливки.
Литниковая система состоит из воронки или литниковой чаши, стояка, коллектора или шлаковика, питателей и выпора.
После затвердевания расплава металла литниковая система обрубается и идёт на переплав.
Литниковая система состоит из следующих элементов (рис. 55): литниковой чаши 1, стояка 2, коллектора или шлакоуловителя 3, питателей 4, выпора 5 и прибыли 6.
Рис. 55. Литниковая система
Литниковую чашу устраивают для приема металла из ковша и направления его в стояк. Литниковая чаша уменьшает силу удара струи жидкого металла о форму, обеспечив более равномерное питание формы, и задерживает шлак, всплывающий на поверхность металла в этой чаше.
Для лучшего удержания шлака при отливке ответственных Деталей в литниковой чаше делают перегородку, не доходящую до дна чаши, или ставят фильтровальные сетки.
Стояк — это вертикальный канал, по которому металл поступает в коллектор (шлакоуловитель). По последнему металл растекается к питателям, непосредственно соединяющим коллектор с полостями формы.
Шлаки, содержащиеся в жидком металле, частично отделяются от него в литниковой чаше, а частично всплывают и остаются в коллекторе (шлакоуловителе), не попадая в питатель.
В верхних частях отливки устраивают выпора, через которые выходит воздух при заполнении формы жидким металлом. В больших формах делают несколько выпоров.
По мере остывания объем металла, залитого в форму, уменьшается. Функции выпоров при больших размерах их поперечного сечения — дополнять формы жидким металлом в процессе остывания отливки.
Литниковая система, совокупность каналов (элементов), через которые расплав из ковша или другого разливочного устройства подводится к рабочей полости литейной формы. Назначение Литниковая система — обеспечение оптимальных условий и продолжительности заливки формы с целью получения отливки с чёткими гранями и контурами, предотвращение попадания неметаллических включений (при заливке из поворотного ковша), а при затвердевании сплава — питание отливки для предотвращения усадочных раковин. Элементы Литниковая система в соответствии с их назначением разделяют на подводящие и питающие (в некоторых частных случаях такого разделения не существует).
К подводящим элементам Литниковая система относятся: чаша, стояк, дроссель, шлакоуловитель (коллектор, литниковый ход) и питатель (рис., а). Чаша — приёмник расплава, для удобства заливки, задержания шлака и предотвращения засоса воздуха должна вмещать достаточный объём металла. Стояк — вертикальный (редко наклонный) канал, присоединённый к чаше. Дроссель — узкий канал (или несколько каналов), расположенный обычно в основании стояка, являющийся местным гидравлическим сопротивлением, регулирует скорость заливки и устраняет вакуум (разрежение) в стояке. Шлакоуловитель — канал, обычно вытянутого трапециевидного сечения, расположенный за дросселем, служит для подачи сплава к питателям и задержания неметаллических включений. Для более полного задержания шлака в Литниковая система устраивают местные расширения в шлакоуловителе, применяют центробежные шлакоуловители, фильтровальные сетки (для отливок из чугуна — из огнеупорной стержневой или шамотной смеси, для отливок из цветных сплавов — из тонкой листовой стали, для всех сплавов с температурой заливки до 1350°С — из кремнезёмной ткани). Шлакоуловители не нужны при заливке форм из стопорного ковша (шлак остаётся в ковше) и при плотности неметаллических включений, близкой к плотности сплава (у некоторых цветных сплавов). В этих случаях канал, называемый коллектором, или литниковым ходом, только распределяет сплав. Питатель — присоединённый к шлакоуловителю канал, обычно прямоугольного сечения, через который сплав поступает в рабочую полость формы непосредственно или через прибыль.
Размеры подводящих элементов определяются в основном гидродинамическими факторами (конструкцией Литниковая система, напором, расходом и скоростью расплава).
К питающим элементам Литниковая система относятся боковая прибыль и шейка (рис., а). Боковая прибыль — компактный прилив на боковой поверхности отливки, предназначенный для её питания во время остывания и затвердевания сплава. Шейка — суженная часть прибыли, соединяющая сё с отливкой. Питающие элементы должны затвердевать медленнее отливки. Их размеры определяются в основном тепловыми факторами (теплофизическими свойствами сплава и формы), литейными свойствами сплава, массой, толщиной стенок, конфигурацией отливки и требованиями к ней (механические свойства, герметичность и т. д.).
При получении тонкостенных отливок из эвтектических сплавов (например, серого чугуна) короткого времени остывания питателей обычно оказывается достаточно для питания отливок. В этих случаях спец. питающие элементы не нужны и Литниковая система состоит только из подводящих каналов (рис., б, в, г, д). Если для питания требуется небольшой объём сплава, то система наряду с подводящими элементами имеет подводяще-питающие, например шлакоуловитель может одновременно служить прибылью, а питатель — шейкой (рис., е).
В зависимости от способа и места подвода Литниковая система разделяют на боковые, верхние и дождевые, сифонные, ярусные (этажные) и щелевые. По способу формовки различают горизонтальные Литниковая система с расположением питателя в горизонтальной плоскости разъёма и вертикальные, у которых питатель расположен в вертикальной плоскости разъёма или вне основной плоскости разъёма формы.
Вопрос № 22
формовочный комплект
Для изготовления отливок применяют большое число различных приспособлений, которые называют литейной оснасткой. Часть литейной оснастки, включающей все технологические приспособления, необходимые для получения в форме отпечатка модели отливки, называют модельным комплектом.
Модельный комплект состоит из моделей отливки и элементов литниково-питающей системы; стержневых ящиков; модельных плит для установки или крепления моделей отливки и литниковой системы; сушильных плит и приспособлений для доводки и контроля форм и стержней.
При формовке кроме модельного комплекта используют опоки и различные приспособления - наполнительные рамки, щитки, штыри, скобы и т.д. Поэтом, с понятием “формовочный комплект”, т.е. полный комплект оснастки, необходимый для получения разовой формы.
Формовочные смеси имеют определенную влажность и состоят из кварцевого песка, глины и специальных добавок. Формовочный песок состоит из зерен кварца с примесью глины. Глина — это размельченный продукт разрушения многих силикатных пород, обладающих хорошими связующими свойствами. Специальные добавки применяются для улучшения свойств формовочной смеси.
Для получения отливок высокого качества формовочные смеси должны обладать: прочностью — способностью выдерживать внешние нагрузки, не разрушаясь; пластичностью — способностью воспринимать и отчетливо сохранять форму модели; газопроницаемостью — способностью пропускать газы; противопригарностью — способностью не сплавляться и не спекаться с расплавленным металлом; податливостью — способностью сжиматься при усадке металла; долговечностью — способностью сохранять свои качества при повторном использовании.
Предназначен для изготовления основных строительных изделий на месте строительства из маловлажных сыпучих материалов, преимущественно из мелкозернистых (пескоцементных) бетонных смесей влажностью 6-14% с использованием технологии зонного нагнетания.
Формовочный комплект состоит из оригинальной запатентованной нагнетающей (формовочной) насадки, низкооборотной электродрели типа ИЭ1305Э, универсальной формы и упорной скобы.
Формовочная насадка уплотняет нагнетанием без вибрации и давления сыпучую массу в часть формы через её открытую поверхность.
Вопрос № 23
Литейная форма (рис. 2) представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость с внешними контурами получаемой отливки. После заливки в такую полость жидкого металла он охлаждается в ней и затвердевает, образуя отливку.
Литейная форма состоит из нескольких, обычно из двух, частей (полуформ), собранных в одно целое. Полуформа, т. е. верхняя или нижняя половина литейной формы, представляет собой опоку, в которой находится в уплотненном состоянии смесь неорганических (кварцевый песок, глина и др.) и органических (опилки, уголь и др.) материалов.
Назначение литейной опоки — удерживать смесь при ее уплотнении, перемещении и сборке полуформ. Опоки снабжают цапфами или ручками для их транспортирования. Крупные опоки имеют крестовины, которые придают опоке жесткость и прочность.
Сборку полуформ производят по штырям, которые вставляют в отверстия приливов на опоке. Штыри — тщательно обработанные металлические стержни. При ручной формовке и сборке форм применяют обычно одни и те же штыри. Иногда штыри закрепляют в нижней опоке.
В литейной форме выполняют систему каналов, т. е. литниковую систему, предназначенную для подвода жидкого металла в полость формы и для обеспечения ее заполнения, а также питания отливки при затвердевании. Литниковая система включает подводящие (чашу, стояк, шлакоуловитель, питатели) и питающие (прибыль, выпор) элементы.
Рис. 2. Литейная форма:
1, 2 —полуформы, 3 — выпор, 4 — крестовины опок, 5 — литниковая чаша, 6 — стояк, 7 — шлакоуловитель, 8 — штырь, 9 — питатель, 10 — цапфа опоки, 11 — вентиляционные каналы, 12 — жеребенка, 13 — холодильник, 14 — стержень, 15 — полость формы
Для приема расплавленного металла и удерживания шлака служит литниковая чаша, расположенная в верхней полуформе. Вертикальный или наклонный канал — стояк предназначен для подачи металла из литниковой чаши в шлакоуловитель. Последний расположен горизонтально и предназначен для удерживания шлака и других неметаллических примесей расплавленного металла. Следующий за шлакоуловителем литниковый канал — питатель (их может быть несколько) служит для подвода жидкого металла непосредственно в рабочую полость формы.
Для вывода газов из рабочей полости формы, для контроля заполнения формы расплавленным металлом при заливке, а иногда для питания отливки при затвердевании служит вертикальный канал — выпор, расположенный в верхней полуформе. Кроме того, для улучшения газопроницаемости формы в ней выполняют вентиляционные каналы — тонкие полости, получаемые при накалывании полуформ острыми металлическими иглами-душниками.
В массивных частях отливки могут возникнуть дефекты усадочного происхождения — поры, раковины, которые снижают ее прочность. Такие дефекты предупреждают использованием прибыли — элемента литниковой системы в виде полости, заполняемой жидким металлом для питания отливки в процессе ее затвердевания. С этой же целью применяют металлические холодильники, которые устанавливают в форму около массивных частей отливки.
Литейный стержень — элемент литейной формы, предназначенный для образования отверстий, полостей или других сложных контуров в отливке. Стержни в форме фиксируют на знаках — выступах, входящих в соответствующие впадины рабочей полости. Дополнительными опорами стержней являются металлические подставки (жеребейки) различной конструкции и конфигурации, которые сплавляются с заливаемым в форму жидким металлом.Литейная форма (рис. 2) представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость с внешними контурами получаемой отливки. После заливки в такую полость жидкого металла он охлаждается в ней и затвердевает, образуя отливку.
Литейная форма состоит из нескольких, обычно из двух, частей (полуформ), собранных в одно целое. Полуформа, т. е. верхняя или нижняя половина литейной формы, представляет собой опоку, в которой находится в уплотненном состоянии смесь неорганических (кварцевый песок, глина и др.) и органических (опилки, уголь и др.) материалов.
Назначение литейной опоки — удерживать смесь при ее уплотнении, перемещении и сборке полуформ. Опоки снабжают цапфами или ручками для их транспортирования. Крупные опоки имеют крестовины, которые придают опоке жесткость и прочность.
Сборку полуформ производят по штырям, которые вставляют в отверстия приливов на опоке.
на модельную плиту 3 устанавливаютнижнюю половину модели -1, модели питателей 4 и опоку 5 (рис. 4.12, б), в которую засыпают формовочную смесь и уплотняют. Опоку поворачивают на 180° (рис. 4.12, в), устанавливают верхнюю половину модели 2, модели шлакоуловителя 9, стояка 8 и выпоров 7. По центрирующим штырям устанавливают верхнюю
опоку 6, засыпают формовочную смесь и уплотняют. После извлечения модели стояка и выпоров форму раскрывают. Из полуформ извлекают модели (рис. 4.12, г) и модели питателей и шлакоуловителей, в нижнюю полуформу устанавливают стержень 10 (рис. 4.12, д) и накрывают нижнюю полуформу верхней. На рис. 4.12, е показана литейная форма для корпуса вентиля. После заливки расплавленного металла и его затвердевания литейную форму разрушают и извлекают отливку (рис. 4.12, ж).
Вопрос № 24
Литейный стержень— это элемент литейной формы для образования отверстия, полости или иного сложного контура в отливке. Для получения сложных или очень крупных отливок применяют формы, собранные из стержней, их также используют для выполнения элементов литниковой системы.
Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 60 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Деминерализация зубов | | | Стержни классифицируют по ряду признаков. |