книги из ГПНТБ / Сосненко, М. Н. Развитие литейного производства
.pdfi li li '
М. H. СОСНЕНКО
РАЗВИТИЕ ЛИТЕЙНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
МОСКОВСКИЙ РАБОЧИЙ
1 974
6П4.1
С 66
Гое. публичней иаучйо-Г:>.»--; ,ш?.я :
«ИбЛК’Г. ' 8 |
< Р і |
ö;f -л. чі ЧЮї.ДьНс. ■■■ ЗАЛА '
44-2. 45ЄУ-
Сосненко М. Н.
С 66 Развитие литейного производства. М., «Московский рабочий», 1974.
192 с.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология ли тейного производства» Московского авиационного технологическо го института знакомит читателей с последними достижениями науци, техники и технологии литейного производства, достигнутыми •"'в нашей стране за годы Советской власти. Автор рассказывает о путях развития этого, старинного ремесла-искусства, о новых ли тейных сплавах и методах литья, создании новой скоростной тех нологии, работе современных высокомеханизированных и автома-
•тизированных литейных цехов и заводов-центролитов, а также о мастерах огненных дел — литейщиках различных поколений.
Книга рассчитана на мастеров, техников, инженеров и других работников литейного производства.
31204—058 |
6П4.1 |
С М172(03)—74 9э—73 |
© Издательство «Московский рабочий», 1974 г.
Н. П. АКСЕНОВУ,
П. Н. БИДУЛЯ,
H, Н. РУБЦОВУ,
Л. И. ФАНТАЛОВУ
и другим основополож
никам советского литей ного производства по
свящаю.
Автор
ОТ АВТОРА
Большая удача выпала на долю моих современ
ников-литейщиков, свидетелей бурного расцвета со ветского литейного производства. Старшему поко
лению литейщиков особенно радостно сознавать, как далеко шагнули искусство, наука, техника и технология производства фасонных отливок за го ды Советской власти в нашей стране.
Вглядываясь в даль прожитых десятилетий, проникаешься чувством законной гордости. Успе
хи, достигнутые советскими литейщиками, позволи ли СССР выйти на первое место в мире по выпуску отливок. Как итог творческой созидательной рабо ты старых русских и советских литейщиков, а так же признания их заслуг во всем мире, следует считать Международный конгресс литейщиков, ра ботавший в 1973 г. в столице нашей родины Мо скве.
Являясь одним из множества рядовых участни ков борьбы за обновление и совершенствование отечественного литейного производства, автор зна комит читателя с историей его развития и дости
жениями. Цель книги: привлечь внимание рабочих, инженеров и хозяйственников — всех машино строителей к новым перспективным литейным про
цессам, скорейшее внедрение которых в производ ство даст большой народнохозяйственный эффект.
ИЗ ГЛУБИНЫ веков
ДО НАШИХ ДНЕЙ__________________________
итейное производство — один из самых древних Лвидов обработки металлов. Археологические ис
следования показывают, что уже за несколько тысяч лет до нашей эры в древнейших центрах человеческой культуры (Греция, Этрурия) литейное ремесло и ис кусство достигли высокого уровня. Об этом свиде тельствуют найденные при раскопках литые античные вазы, памятники и другие изделия. Однако история не сберегла ни имени автора этого гениального изобре тения, ни названия страны, которая дала первых ме таллургов и литейщиков, ни сведений о том, как по явилось на свет это огненное мастерство.
Живший в I веке до нашей эры римский поэт Лук реций в поэме «О природе вещей» представлял про исхождение литейного производства следующим обра зом:
...С шумом зловещим леса пожирало горячее пламя До основанья корней, — только недра земли распалялись, И, в углубленья ее собираясь, по жилам кипящим Золото, медь, серебро потекли раскаленным потоком
Вместе с ручьями свинца. А когда на земле появились Слитки застывшие их, отливавшие ярко, то люди Начали их поднимать, плененные глянцем блестящим;
Изамечали потом, что из них соответствует каждый
Вточности впадине той, которая их заключала.
Это внушило ту мысль, что, расплавив металлы, возможно
В форму любую отлить и любую придать им фигуру...
Первым литейным материалом явилась бронза, из готовление которой путем сплавлення полученных ра-
6
нее меди и олова было известно в Египте, Ассирии и Вавилонии за 3000 лет до нашей эры.
Многочисленные археологические раскопки курга нов в различных районах Советского Союза свидетель ствуют о том, что литье в Древней Руси использова лось достаточно широко. В последнее время вокруг Исетского озера, в окрестностях Свердловска, найде но много древних стоянок, копей, «писанцев» на ска лах. Оказывается, что уже тогда, в последнюю эпоху каменного века (приблизительно 4000 лет до нашей эры), предки уральцев умели выплавлять металл. Ар хеологи установили, что на высоком берегу озера был металлургический «завод». Здесь отливались топоры, наконечники стрел, украшения и многое другое. Сей час на этом месте установлен своеобразный памятник древним металлургам. На один из трех сохранившихся здесь огромных валунов ледникового периода постав лена чугунная плита. Считают, что много предметов древности находится и на дне Исетского озера.
Первоначально отливка производилась в каменные формы. Позднее получило распространение литье по выплавляемым моделям. Этим способом в совершен стве владели наши далекие предки — скифы, некогда
населявшие среднее Приднепровье, берега Черного и Азовского морей, Алтай и другие местности. Из меди они отливали стрелы, наконечники копий, ажурную утварь домашнего обихода, светские украшения и дру гие изделия. Их высокое качество свидетельствует о большом мастерстве древних литейщиков.
Наивысшего расцвета литейное производство в Древней Руси достигло в конце XII и начале XIII ве ка. Конфигурация литых изделий усложнялась, в свя зи с чем появились двусторонние формы из твердых по род камня, снабжаемые разветвленными литниковыми системами, а затем формовка в глине. Плавка метал ла велась в тиглях, а для контроля приготовляемого расплава применяли пробы на жидкотекучесть. Осо бое место в XIV—XV веках занимает литье бронзовых колоколов и пушек.
Этот период характеризуется освоением нового ли тейного материала — чугуна и созданием доменного производства. Чугун получает все большее признание: в 1445 г. появляются чугунные водопроводные трубы,
г
в 1469 г. — гири для городских весов, а в конце XV века — чугунные литые печи, украшенные барельефа ми. В XVI веке появляется чугун вторичной плавки. Техника формовки в это время основывается на приме нении сырого песка и смешанной с шерстью глины. Для сообщения песку пластичности и прочности ма стера-литейщики применяли различные добавки, увлажняли песок растворами солей, вином и уксусом. К этому времени относится первое упоминание о фор мовке в ящиках —: опоках. С начала XVII века в Туле, Кашире и особенно на Урале начинает интенсивно раз виваться доменное производство. К концу XVIII сто летия Россия вышла на первое место в мире по произ водству чугуна, что способствовало бурному росту литейных цехов, производящих различные фасонные отливки из серого чугуна.
XVIII век характерен резким расширением номен клатуры получаемых отливок. Возникает машино строение, основанное на использовании металличес ких деталей. В 1726 г. отливается первый паровой ци линдр; в 1767 г. делается попытка применить литые чугунные рельсы; в 1778 г. строится первый чугунный мост, появляется чугунная посуда. В 1774 г. в России была построена первая печь-вагранка для плавки чу гуна в литейном цехе. К концу XVIII столетия склады ваются приемы ручной опочной формовки, дошедшие до наших дней, а литейные цехи включаются в состав машиностроительных заводов.
Несмотря на отмеченные успехи, степень развития науки и техники литейного производства того времени продолжала оставаться на очень низком уровне. В ли тейных цехах ведущая роль принадлежала отдельным мастерам-умельцам, за плечами которых лежал мно голетний производственный опыт. Основная же масса рабочих была на положении подручных, уделом кото рых был лишь изнуряющий малопроизводительный ручной труд, длившийся 10—12час. в сутки. К числу наиболее трудоемких работ того периода развития ли тейного производства относится формовка в земле. Вы капывание в плацу цеха ям, устройство постели, набив ка смеси, извлечение отливок из земляной формы и другие операции этого метода формовки требовали от рабочих большого физического напряжения, постоян-
8
иой работы на коленях в полусогнутом положении в тяжелых санитарно-гигиенических условиях.
XIX век принес дальнейшее расширение масшта бов литейного производства. Осваивались новые ли тейные материалы — сталь (вторая половина XIX ве ка) и ковкий чугун (конец XIX века). Появились и бы ли освоены специальные методы получения отливок — кокильный, центробежный и литье под давлением. В связи с необходимостью литья крупных отливок мас сой Юти более совершенствуется техника заливки форм путем создания ковшей с шестеренчатым приво дом (изобрел в 1838 г. англичанин Несмит) и стопор ного (изобрел в 1854 г. француз Бернар). Этот ковш в 1876 г. усовершенствовал и придал ему конструктив ные формы, сохранившиеся до настоящего времени, великий русский ученый-металлург Д. К. Чернов. 50-е годы XIX столетия следует считать началом механиза ции литейного производства, так как в этот период бы ли предприняты первые попытки создания формовоч ных машин и бегунов для приготовления смесей.
XX век характерен бурным развитием литейного производства. Разработка и внедрение в производство алюминиевых, магниевых, титановых и других спла вов, многочисленных специальных способов литья, огромного количества самых разнообразных и совер шенных видов литейного оборудования позволили рез ко повысить выпуск и качество отливок, сделать ли тейное производство самостоятельной отраслью про мышленности.
В научном отношении литейное производство из давна считалось «темным» делом. И это не случайно. Дело в том, что большинство процессов, связанных с получением отливок, лишено непосредственной на глядности и основано на физико-химических законах, зависящих одновременно от ряда переменных факто ров. Стремясь открыть эти законы, познать сущность явлений, оказывающих влияние на качество получае мых отливок, ученые с давних пор пытались проник нуть в тайны процессов литья.
Первые робкие попытки в этом направлении были предприняты в 1540 г., когда итальянец Гирингуччио в сочинениях по металлургии изложил очень краткие основы технологии получения отливок. Однако плано
9
мерное изучение литейных процессов начинается толь ко в XIX веке.
В технической литературе начала XIX века описа ние литейной техники входит как раздел в курсы тех нологии металлов. Только в 1859 г. в Харькове выхо дит первая русская отдельная книга по литейному производству, написанная горным инженером А. Ф. Мевиусом под названием «Чугунолитейное производст во или систематическое изложение всех способов и приемов, употребляемых для получения литейного чу гуна, приготовления моделей, производства формовки, отливки и окончательной отделки разных изделий».
В технической литературе того времени сложилась система описания технологических операций изготов ления отливок, но научный анализ литейных процессов отсутствовал до второй половины XIX века. Основопо ложниками теории литейных процессов являются классики русской металлургии: П. П. Аносов, Н. В. Ка лакуцкий, А. Ф. Мевиус, Д. К. Чернов и А. С. Лавров.
П. П. Аносов (1799—1851) по праву считается ро доначальником учения о стали, так как он разрабо тал технологию отливки слитков и получения качест венных отливок из тигельной стали.
Н. В. Калакуцкий (1831—1889) создал теорию внутренних напряжений и ликвации в стали. Совмест но с А. С. Лавровым он впервые дает анализ процес са затвердения металла в форме.
Д. К- Чернов (1839—1921) является основополож ником научного металловедения и современных мето дов термической обработки. Он также разработал конкретные предложения по улучшению качества и свойств литого металла. В конце XIX века им соз дан оригинальный курс сталелитейного дела, в кото ром много внимания уделено литейным процессам. В 1904 г. вышла книга А. С. Лаврова «Работы и за метки по литейному делу», которую можно считать первой специальной монографией по литейным про цессам.
На рубеже XIX и XX веков создается ряд учебни ков литейного производства для высших технических учебных заведений (курс лекций А. П. Гавриленко в 1897 г. и др.), которые, по сути дела, только обобщали опыт работы литейных цехов.
10