Механизация и автоматизация процесса. Контроль отливок

Литье по выплавляемым моделям – процесс многооперационный.

Л е к ц и я 8 Литье по выплавляемым моделям

Манипуляторные операции при изготовлении и сборке моделей, нане- сение суспензии на модель и другие достаточно сложны и трудоемки, что ос- ложняет автоматизацию процесса.

Процесс состоит из ряда длительных операций, определяющих произ- водительность: послойное формирование и сушка слоев оболочковой формы на модели, прокаливание формы.

Качество отливок, полученных данным способом, существенно зависит от стабильности качества исходных материалов для изготовления моделей, сус- пензии, формы, а также от стабильности режимов технологического процесса. Это осложняет автоматизацию управления технологическим процессом.

В зависимости от характера производства (единичное, серийное, мас- совое), номенклатуры отливок и предъявляемых к ним требований проблема автоматизации производства решается различно.

В серийном производстве осуществляется автоматизация отдельных операций, таких, как изготовление моделей или звеньев модельных блоков, приготовление суспензии и др.

В массовом производстве отливок используют автоматизированные линии, выполняющие следующие операции: приготовление модельных со- ставов; изготовление моделей; приготовление суспензий; изготовление обо- лочек; их прокаливание; заливку расплава; очистку отливок. Такие линии по- зволяют комплексно автоматизировать все производство.

Контрольные вопросы и задания

1. Опишите технологические операции изготовления форм при литье по выплавляемым моделям.

2. Какие материалы используют для изготовления выплавляемых мо-

делей?

3. Для каких целей используются пресс-формы в технологическом

процессе литья по выплавляемым моделям?

4. Назовите состав жидкой формовочной смеси – суспензии для фор- мирования оболочки.

5. Опишите процесс изготовления оболочки при литье по выплавляе-

мым моделям.

6. Какие требования предъявляются к модельным составам?

7. Назовите способы заполнения пресс-форм модельным составом.

8. Для чего производят гидролиз этилсиликата при изготовлении обо-

лочек?

9. При каких температурах производится выплавка модельного соста-

ва и прокалка форм перед заливкой?

10. Опишите достоинства и недостатки литья по выплавляемым моделям.

Л е к ц и я 9

Получение слитков непрерывным и полунепрерывным способами

П л а н л е к ц и и

1. Особенности технологического процесса непрерывного и полуне- прерывного литья слитков.

2. Литейные машины и их узлы.

3. Особенности технологии литья слитков из алюминиевых, магние- вых и медных сплавов. Термообработка слитков.

4. Дефекты слитков и меры их предупреждения.

Особенности технологического процесса непрерывного и полунепрерывного литья слитков

Слитком называют отливку определенной формы и размеров, предна-

значенную для дальнейшей обработки давлением, т.е. прокаткой, прессова- нием, штамповкой, ковкой, волочением и т.д.

В зависимости от назначения слитки могут быть плоскими (в виде плит), цилиндрическими, цилиндрическими полыми, а также могут иметь

любое несложное по конфигурации сечение.

Методов литья слитков известно довольно большое количество. По основным признакам формирования их можно разделить на две группы:

1. наполнительное литье;

2. полунепрерывное и непрерывное литье слитков.

Наполнительным является такое литье, при котором форма и размер слитка определяются полостью изложницы.

Непрерывным называется литье, при котором слиток может быть по- лучен любой требуемой длины, а литье может продолжаться сколько угодно долго. При этом кристаллизатор остается неподвижным, а слиток вытягива-

ется с заданной скоростью.

Уровень жидкого металла в кристаллизаторе поддерживается посто- янным, а отлитый слиток режется на мерные заготовки специальными уст-

ройствами, двигающимися синхронно со скоростью вытягивания слитка.

Полунепрерывное литье отличается от непрерывного тем, что оно ве- дется непрерывно только до получения слитка заданной длины, после чего

литье прекращается, слитки извлекаются и цикл повторяется.

Процесс непрерывного литья осуществляется следующим образом

(рис. 1.28). Расплав равномерно и непрерывно подается в водоохлаждаемую форму – кристаллизатор. Затвердевшая часть слитка непрерывно извлекается

валками или опускается под действием собственного веса.

Особенности процесса формирования непрерывной отливки обуслов- лены тем, что в кристаллизаторе в разных его зонах по высоте в каждой мо-

мент одновременно происходят все последовательные стадии охлаждения и затвердевания расплава:

Л е к ц и я 9 Получение слитков непрерывным и полунепрерывным способами

I – заполнение кристаллизатора расплавом; II – отвод теплоты перегрева;

3. – кристаллизация;

4. – охлаждение слитка.

Рис. 1.28. Схема получения отливок при непрерывном литье: 1 – ковш; 2 – кристаллизатор; 3 – затвердевшая часть отлив ки; 4 – валки; 5 – пила; I–IV – температурные зоны

Высокая интенсивность охлаждения расплава способствует его на- правленной кристаллизации, уменьшению ликвационной неоднородности, а непрерывная подача расплава в верхнюю часть затвердевающегося слитка – постоянному питанию фронта растущих кристаллов, устранению усадочных дефектов, рыхлот, пористости.

Как правило, заготовки, полученные способом непрерывного литья, имеют плотное, без усадочных дефектов строение, малоликвационную неодно- родность и газосодержание, чистую поверхность и высокую точность размеров.

Наряду с указанными особенностями формирования отливки, способ-

ствующими повышению качества металла, процесс непрерывного литья обеспечивает ряд преимуществ над наполнительными способами получения слитков: возможность получения слитков постоянного поперечного сечения неограниченной длины, увеличение выхода годного, уменьшение расходов на изготовление изложниц, улучшение качества металла, точности размеров,

Л е к ц и я 9 Получение слитков непрерывным и полунепрерывным способами

улучшение поверхности слитков, автоматизация процесса создания непре- рывно действующих высокопроизводительных комплексов, полное исключе- ние трудоемких ручных операций, существенное улучшение условий труда и уменьшение вредного воздействия на окружающую среду.

Важнейшим технологическим параметром процесса непрерывного ли- тья является интенсивность охлаждения расплава, определяющая скорость кристаллизации, качество слитка, а также производительность процесса.

Рис. 1.29. Схема непрерывного ли тья, при котором вода из изложни цы подается непосредственно на поверхность слитка

Интенсивность отвода теплоты от расплава в кристаллизаторе ограни- чена тем, что вследствие усадки отливки между кристаллизующейся короч- кой металла и стенками кристаллизатора образуется зазор, снижающий ско- рость охлаждения слитка. Для повышения интенсивности охлаждения слитка процесс осуществляется так, что в коротком кристаллизаторе формируется только корочка толщиной, достаточной для того, чтобы при ее выходе из кристаллизатора не образовывалось надрывов и трещин, а основное количе- ство теплоты отводят непосредственно подачей воды на слиток через ряд от- верстий в нижней кромке кристаллизатора или через щель по периметру кри- сталлизатора (рис. 1.29).