книги из ГПНТБ / Конькова В.А. Новое в литейном производстве
.pdfмопишущие аппараты, строго следящие за «пульсом» и «дыханием» вагранки. Здесь «умные» регуляторы, знающие, когда и в ка кой момент увеличить или уменьшить коли чество воздуха, поступающего в печь, пони зить или поднять его температуру. Приборы как бы протягивают свои щупальцы ко всем участкам вагранки, чутко следят за состояни ем агрегата.
...Пока работу такой установки можно наблюдать лишь в Центральном научно-иссле довательском институте технологии машино строения в Москве. Она заинтересовала мно гих. Чтобы познакомиться с установкой, в институт приезжают из разных концов страны.
Почему же новая вагранка вызвала такой огромный интерес?
Существующие вагранки не удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к чугуноплавильным агрегатам, ввиду недоста точности перегрева чугуна, ограниченной воз можности регулировать его химический со став, плохих санитарно-гигиенических усло вий — загрязнения пылью и вредными газами плавильных отделений и прилегающих к ним территорий.
Повышение перегрева ваграночного чугуна улучшает качество чугунных отливок и дела ет возможным получение разных марок чугу на (высокопрочного, легированного, ковкового).
Большое значение имеет регулирование химического состава чугуна и в частности со держание серы, углерода, кремния.
10
Очень важно также обезвреживание выпу скаемых в атмосферу отходящих газов.
Вагранка конструкции Ц Н И И Т М а ш (рис. 2) отвечает всем перечисленным требо ваниям. Установка состоит из следующих ос новных элементов: вагранки с герметически закрытым верхом /, скипового подъемника 2, загрузочного устройства, герметизирующего верх вагранки 3, циклона 4, камеры дожига ния 5, рекуператоров 6 (а — радиационного, б — конвективного), воздуходувки 7, аппарата для мокрой очистки 8, дымососа 9.
Сама вагранка состоит из герметизирую щего загрузочного устройства, уровномера, ав томатически фиксирующего уровень шихты в шахте вагранки, водяного охлаждения фурм и плавильного пояса, футерованного фурменно го пояса, тепловой изоляции фурм.
Важнейшим преимуществом новой вагран ки является возможность повысить перегрев до 1400—1500°. Достигается это применением горячего дутья, нагреваемого до 550° в специ альном рекуператоре теплом отходящих га
зов. |
ваграночных газов |
от пыли |
Для очистки |
||
предусмотрены |
сухая очистка — в |
циклоне, |
установленном перед рекуператором, и мок рая— в аппарате, размещенном за рекупера тором.
В новой вагранке можно получать чугун любой марки, добиться значительной эконо мии кокса. Производительность нового агрега та на 30—40% выше, чем у вагранок старой конструкции, значительно лучше санитарно-ги гиенические условия труда.
И
Рис. 2. Схема новой вагранки конструкции ЦНИИТМАШа.
Вагранка по проекту ЦНИИТМаш будет построена в текущем году на машинострои тельном заводе имени Петровского (Дзержин ский район).
ПРОГРЕССИВНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ
В настоящее время изготовление отливок производится многими способами. Самым уни версальным является обычный способ литья в песчаные формы. За последнее время появи лось много других, более прогрессивных спо собов. Главное преимущество их состоит в том, что они дают возможность получать бо
лее точные отливки с |
лучшей поверхностью. |
В результате удается |
уменьшить или даже |
совсем ликвидировать припуски на механиче скую обработку. При этом достигается эконо мия металла и удешевление обработки отли вок.
Остановимся на некоторых из этих спосо бов литья.
Литье в металлические формыИзготовле ние отливок в металлических формах (кокиль ное литье) получило в Советском Союзе ши рокое распространение. По применению этого способа литья наша страна занимает первое место в мире.
Главное отличие этого способа от литья в песчаные формы состоит в том, что применя ется металлическая (обычно чугунная) форма, которую можно использовать много раз. Для получения внутренних полостей формы приме няются песчаные или металлические стержни.
13
Литье в металлические формы имеет :ряд серьезных преимуществ по сравнению с литьем в песчаные формы: уменьшается рас ход металла на отливки и расход формовоч ных материалов, повышается точность отли вок, улучшаются механические свойства ме талла и уменьшается брак. Кроме того, резко повышается производительность труда рабо чих, в 2—3 раза увеличивается съем годного литья с 1 м2 производственной площади.
Литье в оболочковые формы. Изготовление отливок в оболочковых формах является срав нительно новым способом литья, однако и он уже получил довольно широкое распростране ние.
Сущность процесса литья в оболочковые формы состоит в следующем: из смеси мелкого кварцевого песка и 4—6% термореактивной смолы (нагретой до 200—300°), на металличег ской плите с укрепленными моделями образу ется тонкая (5—8 мм) оболочковая полуфор ма. Ее снимают с модельной плиты и подвер гают дополнительному нагреву в печи ври 350—400°. За 1—1,5 мин. оболочка приобре тает высокую прочность. После этого она со бирается с другой половинкой литейной фор мы в комплект, который скрепляется и зали вается жидким сплавом. После затвердевания и охлаждения отливок форма разрушается, а отливки поступают на обработку (если тако вая требуется).
Литье в оболочковые формы имеет особые достоинства. Этим способом удается получать отливки с весьма тонкими стенками, при ^трм заливку форм можно производить при м$н.ь
шей температуре металла, чем при литье в песчаные или металлические формы.
Большое значение имеет также возмож ность получения этим способом не требующих механической обработки отливок с литыми зубьями и со сложными контурами. Помимо уменьшения веса отливок литье в оболочко вые формы повышает выход годного литья как за счет меньших литников и прибылей, так и за счет уменьшения брака. Ранее считали, что в оболочковых формах выгодно изготовлять только крупносерийные и массовые отливки Однако в настоящее время этот способ литья оказался экономичным и для мелкосерийного производства ответственных отливок.
Литье по выплавляемым моделям. Основ ное отличие этого способа состоит в том, что модели для изготовления форм делаются из легкоплавкого материала. После изготовления форм модели удаляются путем выплавления. Таким образом, модель служит только один раз.
Литье по выплавляемым моделям особенно целесообразно применять для изготовления деталей со сложной механической обработкой Наибольший эффект этот способ дает в круп носерийном производстве, но в ряде случаен положительные результаты могут быть полу чены и при мелкосерийном характере литья с весом отливок до 35—40 кг.
Процесс изготовления отливок по выплав ляемым моделям заключается в следующем вначале изготовляют пресс-формы для полу чеииц моделей отливок и литниковой системы
к ним. Пресс-формы обычно делаются литыми из легкоплавких металлических сплавов, при чем в качестве модели для их внутренней по лости служит образец отливки.
Для изготовления моделей отливок обычно применяется модельный состав, состоящий из 50—60% парафина и 50—40% стеарина, а для более сложных моделей состава — из 25—35% парафина и 75—65% стеарина.
Пресс-формы заливают жидким составом, или заполняют пастообразным составом с по мощью шприца, после чего состав подвергают прессованию вручную или на прессе.
После изготовления модели охлаждаются в пресс-формах, вынимаются из них и собира ются в комплект.
На готовые комплекты окунанием и обли ванием наносится несколько слоев огнеупор ного покрытия.
После этого модельные комплекты уста навливаются в опоки, которые заполняются наполнителем. Затем формы направляются для выплавления модельного состава и выжи гания его остатков.
Наполнителем опок обычно служит сухой кварцевый песок. Изредка применяются влаж ные наполнители, содержащие, кроме песка, глиноземистый цемент и воду. Выплавление -моделей производится тремя способами: в электронагревательных шкафах, в ваннах с горячей водой и действием струи пара или го рячего воздуха. Весь процесс выплавления моделей занимает 12—15 мин.
После этого горячие формы заливаются
жидкой сталью или другим сплавом. После охлаждения отливки освобождаются из форм, удаляется и огнеупорное покрытие.
ЛУЧШЕ ШОУ-ПРОЦЕССА
При всех своих достоинствах литье по вы плавляемым моделям, в оболочковые формы, под давлением и другие имеет и недостатки Главные из них — необходимость применения сложной и дорогой оснастки, большая трудо емкость.
Литье по выплавляемым моделям, кроме того, требует особенно много времени, или, как говорят, имеет очень длительный цикл изго товления и сложную многооперационную тех нологию. Это в основном и ограничивает при менения этого способа.
1952 году в Англии начал применяться но вый способ получения отливок в керамических формах, так называемый Шоу-процесс. Новый способ оказывается весьма экономичным и позволяет получить отливки различной слож ности с чистой поверхностью и точностью раз меров, близкими к получаемым литьем по вы плавляемым моделям. Причем, отливки могут быть получены быстро, примерно через час после изготовления модели.
Однако применение этого способа ограни чивается высокой стоимостью формовочных
материалов, поэтому он |
не |
нашел |
широкого |
применения. |
|
|
на двух |
В 1958 году почти одновременно |
|||
отечественных заводах |
в г. Куйбышеве и на |
||
Л/и |
»\Я |
I |
|
Н А У Ч Н -TfcX . . |
Ж А Я I |
|
|
Б И Б Л И О Т Ь Г м :Г.Р |
I |
заводе имени Лихачева в Москве были соз даны два процесса получения отливок в кера мических формах. Эти процессы имеют много общего с Шоу-процессом и отличаются от него, в основном, исходными материалами и составами формовочных смесей. Вместо дефи цитных этилсиликата-конденсата и силиманита в. качестве основных огнеупорных материа лов используются смеси кварцевого песка и пылевидного кварца, а в качестве коагулято ра — водные растворы щелочи. Таким образом литейщикам автомобильного завода имени Лихачева удалось ликвидировать серьезные недостатки, присущие Шоу-процессу.
Использование в составе суспензии мень ших количеств дорогостоящих материалов позволило резко сократить стоимость литья и при этом обеспечить его высокое качество.
В настоящее время проводятся опыты по внедрению отливок в керамические формы и в нашей области, в частности на Старо-Крама торском машиностроительном заводе.
ДОРОГУ ПРОГРЕССИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
До недавнего времени существовало мне ние, что получить хорошую литейную форму можно только при помощи вибрации с под прессовкой. В связи с этим изготовление форм производилось встряхиванием формовочной земли на различных механизмах с последую щей незначительной подпрессовкой, а порой и без нее.
Встряхивающие механизмы создают боль
18
шой шум, что вредно отражаемся на здоровье формовщиков. Кроме того, на формовке мно го ручных операций, в частности, вспомога тельных (кантовка и транспортировка опок, спаривание полуформ и др.), производитель ность труда формовщиков низкая.
На Ленинградском кировском заводе были решено отказаться от получения литейных форм методом встряхивания и применить прессование.
Внедрение нового метода резко улучшило технико-экономические показатели: уменьши лась, трудоемкость за счет сокращения доли ручного .труда при формовке, снизилась себе стоимость одной тонны отливок, уменьшился брак отливок по геометрии и литейным по рокам!
После экспериментальных работ в цехе крупно-чугунного литья впервые в практике литейного производства была пущена меха низированная установка для прессования мел ких и средних форм (рис. 3).
Формовочная смесь из земледелки через бункер-отстойник 6 ленточным транспортером 5 подается в бункер 1 прессовой установки 2 Изготовленные полуформы (верха и низа) пе редаются тельфером 3 на сборочный роль ганг 4, где они отделываются и собираются Передаточная тележка 7 транспортирует соб ранные формы на заливочные рольганги 8.
Для прессования форм применяется 200 тонный гидравлический пресс типа П-457, под вергшийся реконструкции. Вместо неподвиж ной траверсы изготовлены две подвижные
19