Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Паршин И.П. Выбивка, очистка и обрубка отливок учеб. пособие для подготовки рабочих на пр-ве

.pdf
Скачиваний:
79
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.46 Mб
Скачать

видностей броиз: оловянпстые (алюминиевые, марганцо­ вистые и др.) и безоловянистые, получившие название в зависимости от элемента, который сплавляется с медью. Так как олово является дефицитным материалом,'то в промышленности получили наибольшее распространение безоловянистые бронзы, в которых олово частично пли полностью заменяется свинцом, цинком, фосфором и др.

Марки бронз обозначают буквами Бр, после которых ставят одну или несколько букв, указывающих на глав­ нейшие, сплавляемые с медью элементы. Процентное содержание этих элементов в бронзе указывают цифра­ ми, стоящими после букв.

Например, марка Бр ОЦС5-5-3 означает, что это бронза, в которой содержится 5% олова, 5% цинка, 3% свинца и остальное 87% медь.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 6

Физико-механические

свойства литейных латунсй

 

 

 

Предел прочности

Относи­

 

 

Плотность,

 

 

 

Марка латунеіі

 

 

тельное

Твердость

кг/м*

 

 

удлинение

Н В

 

 

 

 

 

к Г/мм'

М и / л 2

S %

 

 

 

 

 

ЛА60-2,5

8,5-103

40; 30

392*;294

15; 12

90

ЛАЖМц66-6-3-2

8,5-103

65; 59

647;588

7; 7

 

ЛАЖ60-1-1-Л

8,5-103

42; 38

412;373

18; 20

90

ЛК80-ЗЛ

8,5-Юз

30; 25

294;245

15; 10

105

ЛС59-1Л

8.5- 103

20

196

15

85

ЛКС80-3-3

8.6- Юз

30; 25

294;245

15; 7

95

* Первое число

относится

к латуни,

отлитой

в кокиль, второе —

в песчаную форму.

 

 

 

 

 

Бронза обладает хорошими литейными свойствами, повышенной механической прочностью (табл. 7) и низ­ ким коэффициентом трения. Благодаря этим свойствам она используется для получения фасонных отливок, под­ шипников скольжения .(втулок) и т. д.

Алюминиевые сплавы. Из литейных сплавов наиболь­ шее распространение получили силумины—сплавы на основе алюминия с кремнием АЛ2, АЛЗ, АЛ4 и т. д.

Алюминиевый сплав, например, силумин АЛ4 содер­ жит (%) : магния 0,17—0,30; кремния 8,0—10,5; марган-

 

 

 

 

Т а б л и ц а 7

Физико-механические

свойства литейных бронз

 

 

Предел

прочности а

 

 

Марка бронзы

Плотность,

 

 

5, %

нв

кг/м'

 

 

 

 

кГ/ым*

Мк/м*

 

 

Бр ОЦСЗ-5-7-3

8,8-Ю3

18; 15

177*;

4

60; 60

Бр ОЦС5-5-5

 

18; 15

177;147

4

60; 60

БрОЦСНЗ-7-5-1

 

21; 18

206;177

5

60; 60

БрАМц9-2Л

7,6-Ю3

30

294

45

 

БрАЖМцЮ-3-15

7,6-103

55

549

22

 

БрАЖ9-4Л

8,2-10»

50

490

12

 

БрАЖН 11-6-6

8,1-Ю3

59

588

2

 

* Показатель прочности относится к бронзе, отлитой

в кокиль.'

** Показатель прочности относится к бронзе, отлитой в земля­

ную форму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8

Физико-механические

свойства

алюминиевых литейных

сплавов

 

 

 

 

 

 

 

Предел

прочно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CTI

В

 

 

 

Марка сплава

Плотность,

 

Способ

литья

 

5, %

 

нв

кг/л 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кГ/мм*

Ми/и'

 

 

 

АЛ2

2,64-103

 

В

кокиль

16

156,8

1

 

50

АЛ4

2,65-Юз

 

 

»

 

20

196,0

1,5

70

АЛ9

 

3

 

 

 

25

245,0

0,5

90

2,66-Ю 3

 

В

»

 

АЛ7

2,8

-10

 

землю

20

196,0

6

 

60

АЛ7В

2,8

-103

 

В

кокиль

23

225,4

3

 

70

АЛ20

2,82-Ю3

 

В

землю

16

156,8

1

 

65

АЛ25

2,82-Ю 3

 

В

кокиль

19

186,2

 

90

 

 

3

 

 

»

 

 

 

 

 

 

АЛЗО

2,80-10

 

 

 

20

196,0

0,5

90

 

 

 

 

ца 0,25—0,5; алюминия остальное. Эта группа

 

сплавов

обладает

высокими

механическими свойствами

(табл. 8)

и большой жидкотекучестью,

позволяющей

отливать

сложные и тонкостенные детали.

 

 

с

 

 

Кроме

силуминов

для отливки деталей

наиболее

высокими механическими свойствами, стойкостью против коррозии и действия высоких температур применяются алюминиевые литейные сплавы других групп — сплавы

алюминия с медью АЛ7 и АЛ7В, с магнием АЛ8, с цин­ ком АЛ 11, с титаном АЛ25.

Для повышения прочности алюминиевые,сплавы под­ вергаются термической обработке.

Магниевые сплавы получили.значительное распрост­ ранение в литейном деле как легкие сплавы, имеющие плотность 1,75—1,85 г/сиг3, т. е. примерно на 35% мень­ ше плотности силумина. В автомобильной и приборо­ строительной промышленности применяют в основном сплавы МЛЗ, МЛ4 п МЛ5. Например, сплав МЛ4 содер­ жит 6% алюминия, 2,5% цинка п 0,3% марганца.

Цинковые сплавы состоят из алюминия, меди и цинка и небольших добавок магния, свинца и т. д. Цинковые сплавы имеют ограниченное применение, главным обра­ зом для мелких отливок под давлением и изготовления литых подшипников. Наиболее часто применяется сплав ЦАМ10-5, содержащий 9—12% алюминия, 4,0—5,5% ме­ ди, остальное цинк. Такие сплавы обладают низкой тем­ пературой плавления (350—400° С) и хорошими литей­ ными свойствами.

§ 22. ШИХТА И ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для получения заданных свойств отливок в литейные формы заливают сплавы с определенным химическим составом. С этой целью в плавильные печи загружают в определенных пропорциях смесь шихтовых материалов, которую называют ш и х т о й . Шихтовые материалы раз­ деляют на металлическую шихту, топливо и флюсы.

Металлическая шихта представляет собой смесь ме­ таллов и сплавов в определенных пропорциях, идущих для плавки в плавильных печах. Для каждого вида спла­ ва подбирается и используется определенная шихта.

Ш и х т а д л я ч у г у н н о г о л и т ь я . При составле­ нии шихты для чугунного литья применяются доменные чугуны, ферросплавы (чугун с повышенным содержани­ ем какого-либо элемента), возврат собственного произ­ водства (литники, брак отливок, сливы металла, скрапе, стружка в виде спрессованных брикетов.

Ш и х т а д л я п л а в к и с п л а в о в н а м е д н о й о с н о в е . В эту шихту вводят техническую медь, лом меди красной или электролитической, лом бронзы, лату­ ни -и отходы литейного производства. Лом предваритель­ но переплавляют и разливают на чушки. Такой металл

в технике получил название вторичного металла. Для введения в сплав отдельных элементов используют чис­ тые металлы или лигатуры (сплавы металлов, у которых температура плавления ниже температуры плавления ту­ гоплавких компонентов).

Ш и х т а д л я а л ю м и н и е в ы х с п л а в о в . Для плавки алюминиевых сплавов (силуминов), применяют чушковый алюминий, машинный лом, отходы литейного производства и различные лигатуры.

Шихта для магниевых сплавов обычно состоит из тех­

нического магния, машинного

лома, оборотного металла

и лигатур.

 

Топливо. Лучшим видом

топлива для вагранок в

основном является кокс и частично антрацит и термо­ антрацит (антрацит прокаленный при высокой темпера­ туре, но без отгонки летучих составляющих). Расход кок­ са составляет 12—15% от массы выплавляемого ме­ талла.

При плавке цветных металлов в качестве топлива ча­

ще всего применяют мазут,

реже — кокс

и

газ,

а при

плавке стали в мартеновских

печах—газы

и

реже

мазут.

Флюсы. Флюсами называют материалы, которые пре­ дохраняют сплавы от окисления, способствуют очищению получаемого сплава от неметаллических включений (пе­

сок, частицы футеровки печи) и

разжижению шлака в

вагранках.

 

 

 

При плавке чугуна в вагранках

применяют извест­

няк, доломит и мартеновский шлак,

а при плавке

стали

в мартеновских и электрических

печах — известняк,

пла­

виковый шпат и боксит, кварцевый песок и шамотный бой.

Для плавки бронз в качестве флюса используют мо­

лотый древесный

уголь и смеси, состоящие из

стекла,

морской

соли,

плавикового

шпата,

хлористого

бария

и др.

 

 

 

 

 

 

 

При

плавке

алюминиевого сплава

применяют

смеси

различных

солей,

например,

смесь,

состоящую из 44%

ДС1 и 56%

MgCl2 .

 

 

 

 

§23. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЛАВОВ

ИЗАЛИВКА ФОРМ

Для плавки шихты при изготовлении отливок приме­ няют различные плавильные печи. Чугун выплавляют в вагранках и электропечах; сталь — в мартеновских, элек-

тродуговых, индукционных печах и малых бессемеров­ ских конвертерах; цветные металлы — в пламенных ти­ гельных, газовых, нефтяных и электрических печах.

Вагранка шахтная печь, служащая для расплавле­ ния и перегрева чугуна. Она состоит из стального кожу­ ха 16 (рис. 28), .внутри выложенного кладкой из огне­ упорного кирпича 15. Шахта вагранки опирается на пли­ ту //, установленную на опорные колонны 10. В шахте происходят основные процессы плавки: сгорание топлива (кокса) и плавление чугуна. Загрузка шихтовых мате­ риалов в вагранку производится сверху послойно опре­ деленными порциями (колошами) в течение всей плавки. На холостую колошу (порцию кокса) 13 загружают ме­ таллическую колошу 4, затем рабочую колошу 3, на ко­ торую засыпают флюс; далее повторяется тот же поря­ док загрузки. Шихтовые материалы подаются в вагранку с колошниковой площадки 17 при помощи консольного крана / бадьей 2 с открывающимся дном. Воздух, необ­ ходимый для горения топлива, поступает в вагранку че­

рез отверстия — фурмы 14,

расположенные в

1—3

ряда

вокруг вагранки.

 

 

 

 

Расплавленный чугун стекает в нижнюю часть шах­

ты, называемую горном 12.

Из горна чугун,

имеющий

температуру 1400—1420°С,

непрерывной

струей по

на­

клонному поду через рукав

9 поступает

в копильник 5.

Из копильника по мере необходимости металл через лет­ ку 7 выпускают в разливочные ковши 8. Шлак из ко­ пильника сливают через верхнюю летку 6.

Производительность вагранок 0,5—35 т чугуна в час. Расход топлива в вагранке составляет 10—12% от массы расплава.

В современных литейных цехах вводятся высокопро­

изводительные вагранки закрытого

типа со

скиповой,

т. е. автоматической вагонеточной

загрузкой

шихтовых

материалов, с предварительно подогреваемым воздухом, подаваемым в печь (500—550°С), и полной очисткой ва­ граночных газов.

Удаление шлаков и отходов в таких вагранках меха­ низировано. Контроль и регулирование температуры плавки чугуна производится автоматически при помощи специальных приборов.

Производительность новых вагранок в 2—3 раза вы­ ше, чем простых.

В настоящее время в вагранках выплавляют 80— 90% чугуна, потребляемого на машиностроительных предприятиях.

Электроплавильные печи применяются для плавки различных сплавов. Главным преимуществом электриче­ ских печей перед другими типами печей является то, что в них можно получать точно заданный химический состав металла.

Электроплавильные печи разделяются на три вида:

дуговые,

индукцион­

ные и печи сопротив­

ления.

 

 

 

Д у г о в ы е э л е к ­

т р и ч е с к и е

п е ч и

работают

 

по

прин­

ципу

использования

гепла

от

образую­

щейся

электрической

дуги между угольны­

ми

(графитовыми)

электродами и загру­

женным

в

печь ме­

таллом. При

плавке

стали

 

в

дуговых

электропечах

(кис­

лых

и

 

основных)

шихтовые

материа­

лы состоят

из

сталь­

ного

лома

и

чугуна.

Нарис. 29 приве­

дена схема современной электродуговой печи.

 

 

Печь состоит из рабочего пространства — пода

/, сво­

да 2. Через отверстия в своде пропущены

три электро­

да 3, изготовленные из графита или углерода.

Электроды — подвижные, закрепленные

в электродо-

держателях 4 с механизмом для подъема и опускания. Дуговые электропечи построены по принципу исполь­ зования тепла, необходимого для нагрева и плавления металла, от горения электрической дуги 5, образующейся между электродами и загруженным в печь металлом 6.

Емкость электродуговых печей 1,5—10 т.

И н д у к ц и о н н ы е ( в ы с о к о ч а с т о т н ы е ) п е ч и (рис. 30) работают на переменном токе высокой или по­ вышенной частоты. Принцип работы индукционной печи

состоит в следующем. Высокочастотный ток с частотой

2000—2500 пер/сек

(гц)

от особого машинного генерато­

ра, проходя

по обмотке

/

в виде медной

трубки,

о х л а ж ­

даемой

водой,

вокруг огнеупорного тигля

2,

возбуждает

в металле

3

электропечи

индукционные

(вихревые) то­

ки, которые

быстро нагревают металл до

температуры

плавления

(1450—2100°С).

 

 

 

Индукционные печи применяются для плавки стали,

чугуна,

идущего

на

 

J

 

 

 

особо

 

ответственные

 

 

 

 

детали,

а также

для

 

 

 

 

 

цветных сплавов.

 

 

 

 

 

 

Э л е к т р и ч е с-

 

 

 

 

 

кие

п е ч и

 

с о п р о ­

 

 

 

 

 

т и в л е н и я

 

приме­

 

 

 

 

 

няются

для

 

плавки

 

 

 

 

 

алюминиевых

спла­

 

 

 

 

 

вов. Плавление ших­

 

 

 

 

 

ты в печах

сопротив­

 

 

 

 

 

ления

 

производится

 

 

 

 

 

за счет тепла,

выде­

 

 

 

 

 

ляемого

спиралью.

 

 

 

 

 

Спираль

изготовля­

 

 

 

 

 

ют из

хромоникелие-

 

 

 

 

 

вого

сплава

(нихро­

 

 

 

 

 

ма),

имеющего

вы­

 

 

 

 

 

сокое

 

электросопро-

 

Рис. 30. Индукционная высокочас-

тивление.

 

 

 

 

 

тотная

печь:

 

На

РИС. 31 П р и в е -

 

/ — медная трубка

(обмотка),

2 — т н -

Дена

 

Г

 

 

г

 

 

гель огнеупорный, 3 — расплавленный

Схема

Электри-

 

металл

 

 

Рис. 31. Схема электрической печи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов

ческой печи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов. Печь состоит из металлического кожуха 4, вы­ полненного из листовой стали, внутренней футеровки 8 из огнеупорного шамота, электронагревателей 3, загру­ зочного окна 1 и ванны 2 с расплавленным сплавом. Слив расплава производится через желоб 5. Печь накло­

няют с помощью роликов 6 и механизма

7.

 

Емкость плавильных печей 0,3—0,4 т.

 

 

Р а з л и в о ч н ы е

и л и л и т е й н ы е

к о в ш и .

З злив­

ку металла в формы

осуществляют при помощи

разного

Рис. 32. Ковши для разливки чугуна

рода литейных ковшей. Они разделяются по способу пе­ реноски на ручные, монорельсовые и крановые.

Ручные ковши-ложечки (рис. 32, а) изготавливают с одной ручкой для переноски и заливки одним рабочим. Их емкость составляет от б до 20 кг жидкого чугуна. Для переноски металла двумя и тремя рабочими приме-

-няют ручные ковши емкостью до 80—100 кг, установлен­

ные .на носилки

(рис. 32, б). Более

крупные ковши: ба­

рабанные (рис. 32, в, г), чайниковый

(рис. 32, д),

стопор­

ные (рис. 32, е)

переносят с помощью мостовых

кранов

или передвигают по монорельсам. Ковши делают свар­ ными из листовой стали. Для сохранения температуры расплавленного металла ковши футеруются, т. е. внут­ реннюю их часть выкладывают огнеупорным шамотным кирпичом и обмазывают огнеупорной глиной.

Заливка литейных форм расплавленным металлом яв-

ляется одной из ответственных операций производства отливок. Собранные опоки с формами скрепляют скоба­ ми или нагружают специальными грузами и заливают жидким металлом. Скрепление и нагружение опок про­ изводят с целью предохранения форм от прорыва рас­ плавленного металла по их разъему.

В единичном и мелкосерийном производстве формы заливают ,иа полу формовочного отделения, в цехах крупносерийного и массового производств — на транс­ портерах литейного конвейера, скорость"движения кото­ рого зависит от металлоемкости форм.

Мелкие формы, например для отливки поршневых колец или звездочек, в целях повышения производитель­ ности труда и экономии заливочной площади располага­ ют в виде стопки и заливают одновременно через единую литниковую систему. Форму наполняют металлом до тех пор, пока он не покажется в выпорах и на прибылях. Выделяющийся из формы .во время заливки газ поджи­ гают, чтобы он не отравлял атмосферу в цехе.

Краткие сведения о методах улучшения литейных

сплавов. Для повышения механических свойств и улуч­ шения микроструктуры чугунов, алюминиевых и магние­ вых сплавов их подвергают дополнительной обработке различными методами, главнейшими из которых являют­ ся: модифицирование, рафинирование, дегазация и др.

М о д и ф и ц и р о в а н и е в основном применяется для серого чугуна и силуминов. Чтобы измельчить пла­ стинки графита и тем самым повысить прочность серого чугуна, его в расплавленном состоянии обрабатывают 75%-ным ферросилицием. Ферросилиций мелкими зерна­ ми в количестве 0,1—0,6% от массы, обрабатываемого материала ссыпают из вибрирующего совка в желоб, по которому течет из вагранки расплавленный чугун. Мел­ кие зернышки ферросилиция играют роль, многочислен­ ных искусственных центров графнтизации.

Модифицирование силуминов производится для из- г мельчения зерна. Оно осуществляется путем введения в

'расплав 0,1% (от массы сплава) модификатора—метал­ лического натрия или введением 2—2,5% смеси хлорис­ тых и фтористых солей натрия или калия. Модифициро­ вание магниевых сплавов осуществляется углекислым

кальцием и магнезитом.

Ра ф и н и р о в а н и е — это метод очистки металлов и

сплавов от вредных примесей, окислов и загрязнений.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ