Формовочные и стержневые смеси.
Формовочные и стержневые смеси — это многокомпонентные смеси формовочных материалов, соответствующих условиям технологического процесса изготовления неметаллических литейных форм (или стержней).
Формовочные смеси, приготовленные из кварцевых песков и глин, называют синтетическими, а из глинистых песков без добавления глины — естественными.
Формовочную или стержневую смесь для изготовления рабочего слоя формы или стержня называютоблицовочной. Из такой смеси выполняют поверхностный слой (20—100 мм) разовой формы или стержня.
Формовочную или стержневую смесь, предназначенную для заполнения опоки или стержневого ящика после нанесения на модель облицовочной смеси, называют наполнительной.
Формовочную или стержневую смесь, применяемую одновременно в качестве облицовочной и наполнительной, называют единой.
Формовочную и стержневую смесь, использованную в технологическом процессе получения отливок, называют отработанной. Отработанную смесь, подготовленную для повторного употребления в качестве составляющей части формовочной смеси, называют оборотной.
Облицовочные и наполнительные смеси в основном применяют при ручной и редко при машинной формовке крупных и частично средних по размеру форм и стержней. Единые смеси используют при ручной формовке мелких форм и стержней и при машинном изготовлении различных по размерам форм и стержней.
Соприкасающиеся с расплавом слои смеси сильно нагреваются, подвергаются динамическим и статическим нагрузкам. Поэтому облицовочные смеси кроме высокой прочности должны иметь достаточную огнеупорность. Эти свойства обеспечиваются введением в смеси большого количества свежих формовочных материалов, а также в некоторых случаях различных связующих и специальных добавок.
Наполнительные смеси должны обладать достаточной прочностью и высокой газопроницаемостью, в них добавляют небольшое количество свежих формовочных материалов. Единые формовочные смеси состоят из 95—85% оборотной смеси и 5—15% свежих формовочных материалов. Единые и облицовочные смеси в сыром состоянии имеют предел прочности на сжатие 0,3—0,8 кгс/см2, а после сушки— 1—2 кгс/см2, газопроницаемость смесей 60—120 ед.
К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным по прочности, податливости, газопроницаемости и огнеупорности. Приготовляют стержневые смеси в основном из свежих формовочных материалов и только иногда с использованием небольшого количества оборотной смеси. В такие смеси вводят от 2 до 7% связующих и добавок.
В современном литейном производстве помимо песчано-глинистых смесей используют химически твердеющие смеси на жидком стекле (СО2-процесс), различные самотвердеющие смеси (ЖСС и ХТС) и смеси для получения стержней в нагреваемых ящиках.
Формовочные и стержневые смеси, химическое твердение которых производят продувкой углекислым газом, приготавливают из 95—97% песка 1К01А—3К02А и 5— 3% глины, сверх 100% в смесь добавляют 5—7% жидкого стекла и 3—4,5% воды. Для уменьшения прилипаемости смеси в нее иногда вводят до 0,5% мазута. После продувки углекислым газом предел прочности смеси на разрыв составляет 3—5 кгс/см2, а после тепловой сушки — до 20 кгс/см2, газопроницаемость смеси 100—150 ед. Смесь применяют для изготовления крупных и средних по размеру форм и стержней, используемых для получения стальных и реже чугунных отливок.
Для приготовления жидкоподвижных самотвердеющих смесей (ЖСС) используют сухой кварцевый песок, а в качестве связующих применяют жидкое стекло, портландцемент, глиноземный цемент, синтетические смолы и др. Добавкой, которая приводит к отверждению и самоупрочнению смеси, служит шлак феррохромового производства и другие материалы.
Текучесть ЖСС обеспечивается введением в них поверхностно-активных веществ (контакта Петрова, ДС-РАС и др.), а также за счет интенсивного перемешивания смеси, сопровождающегося образованием мелких пузырьков воздуха и устойчивой пены. Приготовленные для использования ЖСС обладают в течение 8—12 мин способностью течь и заполнять стержневой ящик (или опоку) без уплотнения. По истечении указанного времени смесь теряет «живучесть» и необратимо отверждается до состояния, когда от нее можно отделить стержневой ящик без разрушения стержня. Прочность смесей при 90-минутной выдержке на воздухе достигает 2—4 кгс/см2 и с увеличением выдержки повышается.
32. модельный комплект
Модельный комплект
совокупность элементов литейной технологической оснастки, предназначенной для образования внешних контуров и внутренних полостей отливки в литейной форме.
В состав М. к. входят: литейные модели (См. Литейная модель), модельные и протяжные плиты, стержневые ящики, модели частей литниковой системы (См. Литниковая система), формовочные и контрольные шаблоны, кондукторы, сушильные плиты и другая оснастка. В М. к. включаются также и специализированные опоки (См. Опока). В зависимости от технологии изготовления формы те или иные элементы могут отсутствовать.
Материалом для М. к. служат древесина, пластмасса, металл, гипс и др. Выбор материала определяется характером производства, программой изготовления форм, требованиями к размерной точности и качеству поверхности отливки. В СССР по деревянным М. к. получают свыше 60 % отливок. Существует тенденция увеличения выпуска отливок по металлическим и пластмассовым М. к. Для отливок из всех сплавов М. к. изготовляют с учётом линейной усадки сплавов.
По прочности деревянные М. к. подразделяются на три класса. Класс прочности определяет конструкцию и качество изготовления М. к., что в свою очередь определяет точность его размеров и долговечность. По точности изготовления деревянные М. к. разбивают на три класса в зависимости от требуемого класса точности отливки; точность М. к. должна превышать требуемую точность отливки. В необходимых случаях быстроизнашиваемые части деревянных моделей армируют металлом. Износостойкость металлических М. к. повышают преимущественно хромированием деталей. При изготовлении деревянных М. к. используют нормализованные элементы. Основным оборудованием модельных цехов или участков являются деревообрабатывающие станки. Металлические М. к. изготовляют в металломодельных отделениях инструментальных цехов или в металломодельных цехах. Крупные модельные производства обслуживают несколько литейных цехов. Для изготовления форм и стержней из термореактивных материалов (оболочковые формы (См. Оболочковая форма) и стержни, объёмные стержни, твердеющие в «горячих ящиках») применяется специальная металлическая оснастка (обычно из серого чугуна), выдерживающая нагрев до 400 °С.
М. к. хранят на специально оборудованных модельных складах при температуре около 20 °С и относительной влажности воздуха 60 %.
33. горизонтально-ковочные машины
Горизонтально-ковочная машина
(ГКМ)
предназначена для горячего безоблойного штампования (См. Безоблойное штампование) заготовок из прутка в разъёмных матрицах. По характеру воздействия на заготовку ГКМ относится к прессам. На ГКМ производят высадку, а также прошивку, отрезку, гибку, выдавливание. По сравнению с др. кузнечно-прессовыми машинами ГКМ более производительны, обеспечивают высокую точность изделий. Рабочее усилие в ГКМ создаёт кривошипный механизм, движение рабочих органов происходит в горизонтальной плоскости. Вспомогательные операции (подачу заготовки, зажим её и т. п.) осуществляет рычажно-кулачковый механизм. В СССР и за рубежом выпускаются ГКМ с усилием от 0,5 до 31,5 Мн (от 50 до 3150 mc), позволяющие высаживать прутки диаметром до 225 мм.
Лит.: Кожевников В.Я., Ксенжук И. Г., Худяков И. И., Горизонтально-ковочные машины, М. — К., 1960.
Б. В. Розанов, В. П. Линц.
Схема горизонтально-ковочной машины: 1 — привод; 2 — кривошипный вал; 3 — шатун; 4 — главный ползун; 5 — пуансон; 6 — упор; 7 — неподвижная матрица; 8 — подвижная матрица; 9 — боковой ползун.
34. перспективы развития литейного производства
«Состояние и перспективы развития литейного производства России» Петров А.Ю., Вице-Президент Российской ассоциации литейщиков Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения и его развитие зависит от темпов развития машиностроительного комплекса в целом. По сравнению с другими заготовительными производствами (сварка, ковка) литейное производство отличается высоким коэффициентом использования металла и составляет от 75 до 98%. Наряду с этим литейное производство обеспечивает получение сложных по геометрии и конфигурации литых заготовок с внутренними полостями, что практически невозможно получить методами сварки и ковки. Поэтому литейное производство и в дальнейшем сохранит свое лидирующее положение среди заготовительных производств. Основной целью развития машиностроительного комплекса России является разработка и производство конкурентоспособной продукции, удовлетворение внутреннего платежеспособного спроса на машиностроительную продукцию, расширение присутствия на внешнем рынке. Ее достижение должно быть осуществлено на основе преобразования машиностроения в конкурентоспособный, эффективный, динамично развивающийся, высокотехнологичный и восприимчивый к инновациям комплекс. По итогам 2005 г. ситуация в машиностроительном комплексе имела в целом положительные тенденции. Производство отдельных видов машин и оборудования машиностроительного комплекса в 2005 г. по сравнению с 2004 г. составил:
электрического, электронного и оптического -125,1%;
транспортных средств и оборудования - 106,7%;
тракторов и сопутствующего оборудования - 114,2%;
грузовые автомобили - 102%;
- железнодорожный транспорт: электровозы магистральные - 194,5%; тепловозы магистральные - 140,6%, вагоны пассажирские магистральные - 98,7%; вагоны грузовые магистральные - 98,6%. В тоже время уменьшилось производство зерноуборочных комбайнов на 40%, легковых автомобилей на 7,2%. Экспорт машин и оборудования уменьшился на 12,%, импорт - увеличился на 27,6%. Анализируя выпуск машиностроительной продукции в 2005 г., а также строительство новых и реконструкцию старых литейных производств можно заключить, что производство литых заготовок в 2005 г. остается на уровне выпуска 2004 г. В настоящее время в России насчитывается около 1650 литейных предприятий, которые по экспертной оценке в 2005 г. произвели 7,62 млн. тонн отливок. Динамика изменения производства отливок с 1990 г. представлена ниже:
Годы |
1990 |
1995 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
Выпуск отливок, млн. т (всего), в том числе из: |
13,4 |
5,2 |
4,85 |
5,15 |
6,25 |
6,8 |
7,6 |
7,62 |
чугуна |
9,3 |
3,6 |
3,5 |
3,8 |
4,5 |
4,8 |
5,15 |
5,2 |
стали |
3,24 |
1,2 |
0,96 |
0,93 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,2 |
цветных сплавов |
0,86 |
0,4 |
0,39 |
0,42 |
0,55 |
0,8 |
1,15 |
1,22 |
С 1998 г. начался медленный рост и к 2004 г. достиг 7,6 млн.т, т.е. за 5 лет объем производства увеличился наЗ,0 млн. т (39,5%). В 2005 г. по сравнению с 2004 г. практически нет прироста производства отливок - всего на 2,6% и составил 7,62 млн. т. Можно отметить увеличение производства отливок из алюминиевых сплавов на 5,7%, высокопрочного чугуна на 9,0% и снизилось производство стальных отливок на 8,3%. В 2005 г. по экспертной оценке производство отливок по видам сплавов распределилось следующим образом (рис. 2 и 3): 1 .Чугун всего - 5,2 млн. т - 68,2%, в том числе:
серый чугун - 3,48
высокопрочный чугун - 0,72
ковкий - 0,28
специальный чугун - 0,72
2.Сталь (всего) - 1,2 млн. т - 15,8%, в том числе:
углеродистая - 0,76
легированная - 0,44
3. Цветные сплавы (всего) - 16,0%, в том числе
алюминиевые - 0,92
магниевые - 0,07
медные - 0,16
цинковые - 0,02
другие сплавы - 0,05
В структуре литейного производства 35% литейных цехов мощностью менее 1 тыс. т/год, 32% - до 5 тыс. т/год, 18% - до 10 тыс. т/год., 13% - до 50 тыс. т/год, 2% - свыше 50 тыс. т/год. 68,5% отливок производятся в сырых песчано-глинистых формах, 9,2% - в формах из холоднотвердеющих смесей. Специальными видами литья производится 22,3% отливок, в том числе: литьем под давлением - 7,6%, литьем в кокиль - 5,1%, оболочковое литье - 0,7%, центробежное литье - 6,8%, литьем по выплавляемым моделям - 0,5%, литьем по газифицируемым моделям - 0,1%, непрерывным литьем - 0,5%, другими видами литья- 1,0%. В литейных цехах насчитывается около 140 тыс. единиц литейного оборудования, из них около 80 % находится в эксплуатации более 20 лет. Из общего количества около 6% составляет импортное оборудование. Основная масса отливок производится на автоматических линиях, машинах и конвейерах. Вручную получают 14% отливок. В литейном производстве России работает около 340 тыс. работников, в том числе 84% рабочих, 11% инженеров и 5% научных работников. Выпуск на 1 работающего составляет 22,4 т/год. Для выплавки черных и цветных литейных сплавов в литейных цехах установлено 4860 плавильных агрегатов, из них 2400 вагранок, 1820 индукционных и 640 электродуговых печей. Для выплавки стали в основном используются электродуговые печи переменного тока и высокочастотные индукционные печи емкостью до 100 кг для производства мелких высокоточных отливок по выплавляемым моделям. Для выплавки цветных сплавов используются различные плавильные агрегаты, которые требуют специального анализа. В рамках проводимого в г. Дортмунде симпозиума представляет интерес анализ плавильных агрегатов для получения чугуна, который является самым распространенным сплавом в литейном производстве России и в мировой практике. Получение качественного чугуна для отливок зависит от многих факторов, основными из которых являются тип плавильного агрегата, шихтовые материалы, технология плавки и внепечной обработки. В настоящее время на действующих литейных предприятиях насчитывается около 2780 единиц чугуноплавильного оборудования, из которых 67,5% составляют вагранки, 30% - индукционные печи и миксеры и 2.5% - дуговые электропечи. При этом вагранки производительностью до 5 т/час составляют 70% от всех действующих вагранок, до 10 т/час - 23%, до 25 т/час и выше - 7%. Для производства 5,15 млн. т чугунных отливок, в вагранках выплавляется 60% жидкого чугуна, в индукционных печах и дуплекс-процессами - 38%, в дуговых электропечах - 2%. За 5 последних лет средний состав шихты существенно изменился:
Состав шихты, % |
2000 г. |
2005 г. |
Литейные доменные чугуны |
12 |
6 |
Передельные доменные чугуны |
32 |
18 |
Чугунный лом, в том числе возврат собственного производства |
44 |
54 |
стальной лом |
12 |
22 |
Итого: |
100% |
100% |
Перспективные направления: - изготовление опочных и безопочных литейных форм из ХТС на базе современных связующих и стабилизаторов; - изготовление стержней по холодной оснастке с применением различного рода смол с продувкой газообразными катализаторами; - развитие электроплавки чугуна в индукционных печах средней частоты и плавки стали в электродуговых печах постоянного тока; - увеличение объемов выпуска отливок из высокопрочного чугуна и алюминиевых сплавов взамен отливок из ковкого чугуна и стали, строительство новых и реконструкция старых литейных цехов на базе перспективных технологических процессов, материалов и оборудования.
Ура!!!!!!!!!!!!!!!наконец-то))))всем удачи на экзамене : )