1. Обоснование технических решений.

1. Назначение и описание конструкции проектируемой печи.

Печь ТГО – топливная нагревательная печь периодического действия, колпаковая, с окислительной атмосферой

1 - втулки

2. направляющие

3. колпак

4. огнеупорный муфель

5. газовые горелки

6. песчаный затвор

7. патрубок

8. стационарный стенд

9. песчаный затвор

10- каналы, для удаления продуктов горения

11- дымосос

12- отливка

13- огнеупорный слой

14- теплоизоляционный слой

Рисунок 1. Схема печи ТГО.

Отливки укладывают на стационарный стенд 8, закрывают огнеупорным муфелем 4. Сверху мостовым краном устанавливают футерованный колпак 3. Колпак центрируют с помощью неподвижно установленных четырех направляющих 2 и втулок 1,смонтированных на съемном колпаке 3.Отливки нагревают с помощью газовых горелок 5, установленных на колпаке. Продукты горения газа омывают муфель 4 и разогревают его, футеровка колпак раскаляется и также передает теплоту муфелю излучением. Теплота от стенок муфеля к отливкам также передается излучением. Продукты горения удаляются из пространства печи через каналы 10, расположенные в основании стенда, и дымососом 11 выбрасываются в атмосферу. В пространство под муфель, где расположены отливки, подается защитный газ по патрубку 7. Место стыкования колпака и стенда уплотнено песчаными затворами 6 и 9. Таким же образом уплотнен зазор между стендом и муфелем 4. Цеховой газопровод подключают к газопроводу колпака после его установки на стенд с помощью гибкого шланга. Обычно один колпак обслуживает несколько стендов. Колпак переставляется с одного стенда на другой с помощью кранов. Пока на одном стенде происходит нагрев и выдержка металла под колпаком, на другом металл остывает, а на третьем производят загрузку отливок.

Такие печи используют обычно для термической обработки отдельных изделий и мелких деталей на поддонах, загружаемых вручную или с помощью простейших загрузочных механизмов.

1.2 Обоснование технологических параметров процесса.

Чугун – это многокомпонентный сплав железа с углеродом (более 2.14%С) и другими элементами(Si, Mn,S,P).

Широкое распространение чугуна в промышленности обусловлено оптимальным сочетанием технологических и эксплуатационных свойств, технико-экономических. Сплав СЧ15 применяют для малоответственных, слабонагруженных отливок (крышки, кожухи, корыта).

Таблица 1. Химический состав сплава СЧ15. [1]

Марка сплава	Легирующие элементы (Mg-основа)
	C	Mn	Si	S	P
СЧ15	3,5-3,7	0,1-0,5	2-2,4	До 0,15	До 0,2

Влияние химических элементов на структуру и свойства чугуна.

Углерод в небольшой степени способствует графитизации чугуна, понижает прочность, повышает пластичность, улучшает литейные свойства.

Кремний способствует графитизации чугуна, укрупняет графитовые включения, повышает механические свойства, улучшает литейные свойства.

Марганец нейтрализует вредное влияние серы, тормозит процесс графитизации, повышает склонность к отбелу, устойчивость аустенита, дисперсность перлита, прочность, ухудшает литейные свойства.

Сера сильно тормозит графитизацию, способствует образованию горячих трещин, понижает механические свойства и литейные свойства.

Фосфор в небольшой степени способствует графитизации чугуна, повышает прочность, твердость, износостойкость, жидкотекучесть, понижают ударную вязкость и хладостойкость.

Таблица 2.Физические свойства сплава СЧ15. [1]

Марка сплава	Плотность, кг/м3	Коэффициент линейного расширения, α*106 (1/оС)	Теплопроводность [Вт/(м* оС)] При температуре, С	Теплоемкость [Дж/(кг* К)] При температуре, С	Модуль упругости при растяжении, E 10- 5 при t=200С
		20 - 200	20 300	20-200
СЧ15	7000	9,0.10-6	59 42	4600	0.9

Марка сплава	σ в, МПа	НВ* 10 -1 МПа
СЧ15	150	130 - 241

Таблица 3. Механические свойства сплава СЧ15

Технологические свойства чугуна(свариваемость и обрабатываемость) также определяются его составом и структурой.

Свариваемость серого чугуна значительно хуже, чем углеродистой стали,так как при обычных режимах сварки возникает переходная зона, отличающаяся высокой хрупкостью, что может привести к образованию трещин.

Обрабатываемость серого чугуна связана сего твердостью обратной зависимостью. Обрабатываемость оценивается стойкостью режущего инструмента, допустимыми скоростями резания, чистотой обработанной поверхности. Она улучшается по мере увеличения железа в структуре. Оценку обрабатываемости часто производят по экономической скорости резания.

Износостойкость характеризует долговечность деталей и самих машин. Износостойкость серого чугуна определяется условиями трения, но большое значение имеет также состав чугуна к особенно его структура.

Литейные свойства серого чугуна значительно лучше, чем других сплавов. Это позволяет применить его для тонкостенных отливок и определяет сравнительную простоту технологических процессов и высокий коэффициент выхода годного.

Жидкотекучесть определяется разными способами, но чаще по спиральной пробе. Чем ниже марка серого чугуна, тем больше жидкотекучесть. При модифицировании серого чугуна в большинстве случаев жидкотекучесть уменьшается, в связи с образованием графитов в расплаве. Однако, если при этом существенно уменьшается содержание газов и неметаллических включений, то жидкотекучесть может и возрасти. Повышение жидкотекучести может быть достигнуто повышением температуры заливки, устанавливаемой в зависимости от чугуна.

Вторым важным литейным признаком является усадка- изменение объема и линейных размеров отливок в результате термического сжатия, фазовых превращений и силового взаимодействия с формой в процессе затвердевания и остывания. Объемная усадка тем больше, чем больше коэффициент объемной усадки жидкого металл и температура металла. Усадка в твердом состоянии составляет: предусадочное расширение 0,1-0,3%, доперлитная усадка 0,2-0,4%, литейная усадка 0,7-1,3%. При определении размеров модельной оснастки литейную усадку для чугунов марок от СЧ 10-28 до СЧ 28-48 принимают 0,7-1,0%.

Для повышения прочности и коррозионной стойкости выбираем вид термообработки- закалку. При закалке улучшаются технологические и прочностные свойства.

Термическая обработка отливки из СЧ 15.