- •5. Економічна частина…………………………………………………………….....99
- •6. Безпека у надзвичайних ситуаціях……………………………………….118
- •1. Критичний огляд проблемних питань впливу структури на властивості склоформувального інструменту.
- •Вимоги і умови роботи склоформувального інструменту.
- •Матеріали, що використовуються для роботи в умовах циклічних змін температури і навантажень.
- •1.3 Особливості структури матеріалів, що використовуються при виготовлені склоформуючих інструментів.
- •Вплив умови роботи на стабільність структури і процеси руйнування інструменту під час експлуатації.
- •2.1 Вибір матеріалів і підготовки зразків для досліджень.
- •Мета роботи, завдання, об’єкт і методи досліджень.
- •2. Методика досліджень.
- •2.2. Визначення параметрів форми графітових включень і індексу графіту.
- •2.2.1 Вивчення кількісних параметрів структури металічної матриці.
- •2.2.2 Визначення твердості досліджених сплавів.
- •Аналіз пошкоджуваності матеріалів склоформуючих інструментів після експлуатації.
- •3. Експериментальні дослідження структури і пошкодженості чавунного склоформувального інструменту.
- •3.1 Металографічний аналіз склоформ після експлуатації в умовах циклічних змін температури і навантажень.
- •3.2 Дослідження твердості і утворення тріщин при експлуатації склоформ.
- •3.3 Модельні уявлення впливу структури на процеси руйнування в зоні контакту матеріалу форми – рідке скло.
- •3.4. Аналіз формування пошкоджень в склоформах при циклічних змінах температури і навантажень.
- •3.5. Роль мікроструктури в процесах руйнування склоформ при експлуатації.
- •3.6. Вибір оптимальних параметрів мікроструктури – резерв підвищення контактної довговічності матеріалів пресформ.
- •4. Охорона праці та техніка безпеки.
- •4.1. Характеристика лабораторії з точки зору охорони праці
- •4.2. Виробнича санітарія
- •4.2.1 Аналіз приміщення
- •4.2.3 Запиленість та загазованість виробничого середовища
- •4.2.4 Освітлення приміщень і робочих місць.
- •4.2.5 Захист від шуму та вібрації.
- •4.2.6. Виробнича естетика
- •4.2.7. Ергономічні вимоги до організації робочих місць. Робота стоячи.
- •4.3. Електробезпека
- •4.4. Пожежна профілактика Пожежна профілактика являє собою комплекс організаційних і технічних заходів, спрямованих на попередження і локалізацію пожеж і вибухів. До таких належать:
- •В даному приміщенні застосовуються запобіжні заходи ручної та автоматичної дії.
- •5. Економічна частина Вступ
- •5.1 Планування дипломної роботи
- •5.1.1 Етапи планування роботи роботи.
- •5.1.2. Виявлення і опис подій і робіт, необхідних для виконання поставленої мети.
- •5.2 Розрахунок витрат на виконання дипломної роботи
- •5.2.1. Визначення собівартості і ціни розробленого методу
- •5.2.2. Розрахунок витрат на оплату праці.
- •5.2.3. Відрахування на соціальні заходи.
- •5.2.4. Розрахунок витрат на матеріали.
- •*Транспортно-заготівельні витрати - 10%
- •5.2.5. Накладні витрати.
- •5.2.6. Витрати на розробку проектного рішення.
- •5.2.7. Витрати на відлагодження і дослідну експлуатацію проектного рішення.
- •5.2.8. Витрати на розробку і впровадження проектного рішення
- •5.2.9. Результати розрахунків.
- •5.3 Розрахунок експлуатаційних витрат.
- •5.4 Визначення ціни споживання проектного рішення.
- •6. Безпека у надзвичайних ситуаціях
- •6.1 Аналіз небезпечних чинників на проектованому об’єкті.
- •6.2 Техногенно-екологічна безпека у місті Городок.
1. Критичний огляд проблемних питань впливу структури на властивості склоформувального інструменту.
Не дивлячись на те, що багато деталей склоформувального інструмента (склоформ) працюють в контакті з хімічно активним розплавленим склом і піддаються статичних, ударних і термоциклічних навантажень, основним конструкційним матеріалом, який застосовується для їх виготовлення, є сірий чавун, він має ряд переваг (низька стійкість, висока теплопровідність, хороша здатність до обробки різанням і т. д). В той же час внаслідок інтенсифікації виробничих процесів також росту механічних і теплових навантажень цей конструкційний матеріал у ряді випадків не влаштовує вимогам експлуатації склоформ [ 1 ].
Заміна сірого чавуну з компактною формою графіту, сталями і сплавами кольорових металів не завжди забезпечують позитивний ефект, так як при цьому змінюються фізико-механічні, хімічні і службові характеристики, змінюючи надійність і довговічність склоформ. На ці характеристики, поряд з механічними властивостями, випливають:
- теплопровідність, яка мірі глубуляризації графітових включень понижується, що негативно впливає на працездатність склоформувального інструмента; - термостійкість, яка підвищується при переході графіту в більш компактну форму (вермикулярну чи кулеподібну) із ростом ступеню легування чавуну; - термохімічна корозія в результаті взаємодії з розплавленим склом; - схильність скла до прилипання склоформ, яка залежить від температури і хімічного складу конструкційного матеріалу; - здатність конструкційного матеріалу до взаємодії розплавленого скла, з склоформою і повітрям створюють механічні і термічні плівки на робочих поверхнях склоформ [ 1 ].
Вимоги і умови роботи склоформувального інструменту.
Склоформа є основним елементом склоформувальних інструментів.
В ній в умовах підсиленого пресування відбувається формування виробу з розплавленого скла і фіксування його геометричних розмірів. Частина склоформ працює без захисних мастил, тобто має місце прямий контакт чавуну з агресивною скломасою. Температура каплі розплавленого скла, яка поступає в склоформу, залежить від його складу і становить 1100 – 1480 С . В результаті циклічного нагрівання і охолодження на робочі поверхні склоформи утворюється нестаціонарне теплове поле. В направлені від робочої поверхні існує квазістаціонарний потік, при цьому температура відходить в направленні до зовнішньої поверхні по експоненціальному закону [2].
В результаті взаємодії впливу різних факторів утворюються різні види пошкоджуваності склоформ: корозія робочої поверхні внаслідок зносу і розчинення металу в склі, тріщини термовтоми, наскрізні тріщини внаслідок високих термічних напружень. В період контакту між робочою поверхнею форми і склоформ температура спочатку збільшується з 350–500 до 580-690С. А при виробництві великогабаритних виробів із високотемпературного скла температура робочих поверхонь склоформ досягає 750 – 900 С [ 2 ].
На робочих поверхнях склоформ відбуваються складні фізико-хімічні процеси окислення металу, його розчинення і зносу в результаті контакту з розплавленим склом. Ці процеси пришвидшуються в результаті впливу циклічних змін термічних напружень. До склоформувального інструменту висувається значні вимоги по чистоті робочих поверхонь, що обмежує час його експлуатації до ремонту в періоді від декількох годин до кількох діб.
Це свідчить про актуальність роботи по зниженню швидкості високотемпературної корозії матеріалів склоформ і показує, що для рішення поставлених задач необхідне проведення комплексних досліджень, в тому числі по аналізу швидкості розчинення металу в розплавленому склі, ступеню пошкоджуваності його поверхні, термостійкості, в’язкості розплаву. З метою дослідження процесів, які проходять на поверхні склоформ, розроблено відповідне обладнання. Таке обладнання забезпечує можливість вивчення металургійних факторів на швидкість втрати маси v і зменшення пористості поверхні зразка при його взаємодії із скломасою. Отримані результати пояснюють, перш за все, зменшення концентрації напруження у графітових включеннях, а також, в певній мірі, зміну їх розмірів і розміщення [2].
Зменшення параметра форми з 20-25 (пластинчастий графіт) до 1-2 (кулеподібного графіту ) призводить до зниження коефіцієнта напруження у включенні приблизно в 5раз. Отриманні результати дозволяють говорити про пряму залежність між структурою і властивостями [ 3 ].
Для комплексної оцінки працездатності матеріалів розроблено нову методологію, яка містить використання як стандартних, так і заново запропонованих установок та методик. За допомогою нової методології вивчено вплив хімічного складу та структурних факторів на критерії надійності та довговічності сплавів. Показано зв'язок між концентрацією напружень на кінцях графітових включень, утворенням мікрозон пластичної деформації та властивостями чавунів і графітизованих сталей. Встановлено, що сумісне легування чавуну хромом та алюмінієм з додачею міді підвищує ресурс експлуатації матеріалу в умовах підвищеної термохімічної ерозії [3].
Розроблено склади чавунів, графітизованих та швидкорізальних сталей для виготовлення склоформувального інструменту з підвищеним терміном експлуатації, а також, нікелеві та мідно-нікелеві сплави для відновлення і зміцнення інструменту [ 3-4 ].