Электрошлаковое литье заготовок

Электрошлаковое литье

Сущность процесса электрошлакового литья заключается в переплаве расходуемого электрода в водоохлаждаемой металлической форме (кристаллизаторе). При этом операции расплавления металла, его заливка и выдержка отливки в форме совмещены по месту и времени. Схема изготовления отливок электрошлаковым литьем представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Электрошлаковое литье схема

В качестве расходуемого электрода используется прокат. В кристаллизатор 6 заливают расплавленный шлак 4 (фторид кальция или смесь на его основе), обладающий высоким электросопротивлением. При пропускании тока через электрод 7 и затравку 1 выделяется значительное количество теплоты, и шлаковые ванна нагревается до 1700^о C, происходит оплавление электрода. Капли расплавленного металла проходят через расплавленный шлак и образуют под ним металлическую ванну 3. Она в водоохлаждаемой форме затвердевает последовательно, образуя плотную без усадочных дефектов отливку 2. Внутренняя полость образуется металлической вставкой 5.

Расплавленный шлак способствует удалению кислорода, снижению содержания серы и неметаллических включений, поэтому получают отливки с высокими механическими и эксплуатационными свойствами.

Изготавливаются отливки ответственного назначения массой до 300 тонн: корпусы клапанов и задвижек атомных и тепловых электростанций, коленчатые валы судовых двигателей, корпусы сосудов сверхвысокого давления, роторы турбогенераторов.

Непрерывное литье заготовок

При непрерывном литье (рисунок 2) расплавленный металл из металлоприемника 1 через графитовую насадку 2 поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор 3 и затвердевает в виде отливки 4, которая вытягивается специальным устройством 5. Длинные отливки разрезают на заготовки требуемой длины.

Рисунок 2 — Схема непрерывного литья и разновидности получаемых отливок

Используют при получении отливок с параллельными образующими из чугуна, медных (бронза, латунь), алюминиевых сплавов. Отливки не имеют неметаллических включений, усадочных раковин и пористости, благодаря созданию направленного затвердевания отливок.

основы технологии формообразования отливок из черных и цветных металлов

Основы технологии формообразования отливок из черных и цветных металлов: литье, пластическое деформирование, спекание.

пластическое деформирование-

Выбор способа литья. Принципы выбора способа изготовления и конструирования отливок. Составление алгоритма выбора способа изготовления отливки с учетом конструкции детали (степень сложности формы, масса, габаритные размеры), литейных свойств заданного сплава, серийности производства, требований к изделию по физико-механическим свойствам и условиям работы, а также с учетом технологических возможностей способа получения отливок требуемого качества. Правила разработки чертежа отливки и литейной формы в сборе. Расчленение сложной детали на простые технологические отливки. Использование комбинированных методов изготовления изделий (непрерывное литье и прокатка, литье и прессование и др.). Способы обеспечения качества отливок. Основные технико-экономические показатели способов литья. Области применения. Проблемы экологии и техники безопасности производства.

Основы технологии формообразования отливок из черных и цветных металлов.

Производство стальных отливок

Стали, применяемые для изготовления отливок по ГОСТ 977-88, делятся на углеродистые и легированные.

Для плавки литейных сталей обычно используют электропечи. В качестве шихтовых материалов применяют стальной лом, отходы собственного производства, передельный чугун, флюсы и др. Отливки из сталей чаще всего получают литьем в песчаные формы, по выплавляемым моделям, под давлением.

Производство отливок из алюминиевых сплавов

Для производства отливок применяют алюминиевые сплавы на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Mg и др.

Плавку алюминиевых сплавов осуществляют обычно в электрических печах сопротивления и индукционных печах.

Основными методами получения отливок из алюминиевых сплавов являются литье в кокиль, под давлением, в песчаные формы.

Производство отливок из магниевых сплавов

Поэтому плавку магниевых сплавов проводят в тигельных электрических печах сопротивления и индукционных печах под слоем хлористых флюсов или в среде защитных газов.

Магниевые сплавы имеют низкие литейные свойства - пониженную жидкотекучесть, повышенную усадку, склонны к образованию трещин. Для получения отливок из магниевых сплавов применяют литье в песчаные формы, в кокиль и другие способы.

Производство отливок из медных сплавов

Медные сплавы обладают достаточно высокой прочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью и высокими антифрикционными свойствами.

Для получения отливок из медных сплавов применяют литье в песчаные и оболочковые формы, реже - кокильное, центробежное, под давлением.

Металлургия

Классификация материалов, применяемых в машиностроении и приборостроении.

Классификация материалов по агрегатному состоянию: твердые (металлические, неметаллические, композиционные), жидкие (масла, клеи, эмульсии и т.д.), газообразные (аргон, кислород, ацетилен, углекислый газ, азот и т.д.).

Природные источники материалов (руды черных и цветных металлов, нефть, природный газ, пески, алмазы, глины, канифоль, слюда и т.д.).

Сущность основных процессов производства металлов: пирометаллургии, гидрометаллургии, химикометаллургии, электрометаллургии.

Пирометаллургия — совокупность металлургических процессов, протекающих при высоких температурах. Это отрасль металлургии, связанная с получением и очищением металлов и металлических сплавов при высоких температурах, в отличие от гидрометаллургии, к которой относятся низкотемпературные процессы. Пирометаллургическими процессами являются процессы агломерации металлургического сырья, плавки шихтовых материалов, изготовления сплавов, рафинирования металлов. В частности, это — обжиг, доменная плавка, мартеновская плавка, плавка в конвертерах, дуговых и индукционных печах. Пирометаллургия — основа производства чугуна, стали, свинца, меди, цинка и др.

Гидрометаллурги́я — выделение металлов из руд, концентратов и отходов производства с помощью водных растворов определённых веществ (химических реагентов). В настоящее время этот способ используется для получения урана, алюминия, золота, цинка и др.

Химикометаллургический процесс основан на получении металлов при последовательных химических и металлургических взаимодействиях.

Электрометаллургия — Методы получения металлов, основанные на электролизе, т. е. выделении металлов из растворов или расплавов их соединений при пропускании через них постоянного электрического тока. Этот метод применяют главным образом для получения очень активных металлов – щелочных, щелочноземельных и алюминия, а также производства легированных сталей.

Основные этапы подготовки руд: дробление, сортировка, обогащение.

Дробление и сортировка руд по крупности служат для получения кусков оптимальной для плавки величины. Дробление руды осуществляется на щековых или конусных дробилках , а также в шаровых мельницах и других агрегатах.

Размельченную руду сортируют по крупности грохочением, подобным просеиванию , на различных по конструкции классификаторах и гидроциклонах.

Обогащение руды — совокупность методов разделения металлов и минералов друг от друга по разнице в их физических и/или химических свойств. Полученные продукты классифицируются на два и более классов отличных по качеству, более богатый продукт называют концентратом, самый бедный — хвостами, продукты со средним содержанием называют промежуточными, они обычно возвращаются на переработку.