- •Введение
- •1. Научно-технические проблемы и направления ресурсо- и энергосбережения
- •2. Повышение качества существующих и разработка новых сплавов
- •2.1. Использование экономичных легирующих
- •Материалов
- •2.2. Применение высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (вчшг)
- •2.3. Разработка новых цветных сплавов
- •2.4. Современные способы рафинирования и модифицирования цветных сплавов
- •2.4.1. Улучшение качества алюминиевых сплавов
- •2.4.2. Рафинирование алюминиевых сплавов
- •2.4.3. Флюсование алюминиевых сплавов
- •2.4.4. Фильтрация алюминиевых сплавов
- •2.4.5. Дегазация алюминиевых сплавов
- •2.4.6. Методы комплексного рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов
- •3. Усовершенствование и разработка новых технологических процессов и оборудования
- •3.1. Литьё в металлические формы (кокили)
- •3.2. Литьё в оболочковые формы
- •3.3. Литьё по выплавляемым моделям (лвм)
- •3.4. Литьё под давлением (лпд)
- •3.5. Литьё под регулируемым перепадом газового давления
- •3.5.1. Литьё под низким давлением (лнд)
- •3.5.1.1. Технико-экономические показатели литья под низким давлением
- •3.5.1.2. Разновидности процесса литья под низким давлением
- •3.5.2. Литьё с противодавлением
- •3.5.3. Литьё вакуумным всасыванием
- •3.6. Получение отливок магнитной формовкой
- •3.7. Производство отливок в магнитных формах
- •3.8. Технология получения отливок вакуумно-пленочной формовкой (впф)
- •3.9. Метод прессования форм воздушным потоком (импульсная формовка)
- •4. Регенерация и утилизация формовочных смесей
- •4.1. Основные технологические операции
- •Регенерации песков из отработанных смесей
- •4.2. Утилизация отработанных формовочных смесей
- •4.3. Промышленное апробирование
- •4.4. Отходы. Утилизация отходов в металлургии
- •4.5. Применение огнеупорных материалов
- •5. Повышение точности отливок и экономия жидкого металла
- •5.1. Снижение угара при плавке металлов
- •5.2. Переплав стружки цветных и чёрных металлов
- •5.3. Совершенствование конструкции плавильных печей, новые технологии плавки
- •5.4. Технологические возможности среднечастотной плавки
- •5.4.1. Технология плавки чугуна
- •5.4.2. Технология плавки цветных металлов
- •5.4.3. Конструкции индукционных тигельных печей средней частоты нового поколения
- •5.4.4. Система электропитания индукционных печей средней частоты. Система электропитания
- •6. Энергосбережение в литейном производстве
- •6.1. О решении проблем энергосбережения.
- •Энергопотребление предприятий
- •6.2. Совершенствование организации технологических процессов
- •6.2.1. Компьютеризация и автоматизация процесса
- •Проектирования отливок и изготовления оснастки
- •6.2.2. Экономия материалов при смесеприготовлении центробежным способом
- •6.2.4. Организация структуры производственных участков
- •6.2.5. Изготовление отливок с использованием холоднотвердеющих смесей (хтс) на основе абфк
- •6.2.6. Снижение расхода металла на прибыли
- •Заключение
- •Состав и свойства пенокерамических фильтров vukopor®
- •1. Пенокерамические фильтры типа vukopor® a
- •2. Пенокерамические фильтры типа vukopor® ld
- •3. Пенокерамические фильтры типа vukopor® нт
- •4. Пенокерамические фильтры типа vukopor® s
- •Выпускаемая продукция оао «эпром»
- •Препараты дегазирующие. Покровно-рафинирующие флюсы и покрытия
- •Принятые обозначения
- •Библиографический список
- •28. Питеркин с. В. Точно. Вовремя для России. Практика применения erp-систем / с.В. Питеркин. – Альпина Бизнес Букс, 2006. – 368 с.
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.3. Литьё по выплавляемым моделям (лвм)
ЛВМ – способ получения отливок в многослойных оболочковых неразъёмных разовых формах, изготовляемых с использованием выплавляемых, а также выжигаемых и растворяемых моделей однократного использования.
Применение способа ЛВМ обеспечивает возможность изготовления из любых литейных сплавов фасонных отливок, в том числе сложных по конфигурации и тонкостенных, с шероховатостью поверхности от Rz = 20 мкм до Ra = l,25 мкм
(ГОСТ 2789–73) и повышенной точностью размеров (до 8 – 10-го квалитетов по ГОСТ 25347–82 или до 3 – 5-го класса точности по ГОСТ 26645–85). С помощью ЛВМ получают отливки, максимально приближённые по форме и размерам к готовой детали, а в ряде случаев не нуждающиеся в обработке резанием. В результате значительно снижаются трудоёмкость и стоимость изготовления изделий, сокращаются расход металла и инструмента, потребность в производственных площадях, станочном оборудовании и приспособлениях, уменьшается энергоёмкость производства, а также потребность в рабочих-станочниках высокой квалификации.
Применение ЛBM позволяет проектировать сложные тонкостенные детали (с толщиной стенки 1 мм и менее), объединять отдельные детали в компактные цельнолитые узлы, уменьшая массу и габаритные размеры изделий, создавать конструкции (например, охлаждаемые лопатки гидротурбинных двигателей со сложными лабиринтными полостями газового тракта), невыполняемые какими-либо другими методами обработки.
Применение высокоогнеупорных и термостойких материалов для изготовления оболочек форм, пригодных для нагрева до температуры, превышающей температуру плавления литейного сплава, и быстрого охлаждения без деформации и разрушения, позволяет эффективно использовать методы направленной кристаллизации, получать высокогерметичные отливки, формировать транскристаллическую структуру и получать монокристаллические изделия.
ЛВМ используют в различных отраслях машиностроения и приборостроения, особенно в таких, как производство летательных аппаратов, автомобилей, сельскохозяйственных машин, электронных приборов, гидромашин, различных видов военной техники.
Это определяется гибкостью технологии ЛВМ, многочисленностью её вариантов. Каждый из этих вариантов наиболее эффективен в определённых условиях производства, при разных его масштабах и требованиях к качеству отливок.
3.4. Литьё под давлением (лпд)
Литьё под давлением, занимая одно из ведущих мест в литейном производстве, позволяет решить важнейшую задачу производства – максимально приблизить размеры отливок к размерам готовых деталей.
Под давлением форма заполняется металлом для получения тонкостенных (2 – 5 мм) отливок, которые невозможно изготовить литьём в кокиль, при котором толщина стенки отливки не должна превышать 6 мм. Отливки должны иметь примерно одинаковую толщину стенки, небольшие литейные уклоны и радиусы сопряжения стенок около 1 – 2 мм. Под давлением получают отливки массой от нескольких граммов до 90 кг для цинковых сплавов и 30 – 50 кг – для алюминиевых.
Литьём под давлением можно получать очень маленькие отверстия, резьбу, рифления, надписи на отливках.
Отливки получают 3 – 5-го классов точности с шероховатостью поверхности по 6 – 8 классам чистоты при 5000 запрессовок в пресс-форму, 5 – 6 классам чистоты при 10000 запрессовок.
Роль давления в основном сводится к своеобразному увеличению жидкотекучести заливаемых сплавов.
Прикладываемое при запрессовке давление от 0,5 до 350 МПа, а чаще около 50 МПа позволяет получать тонкостенные отливки, которые другими методами получить трудно или невозможно. Так как при заливке (запрессовке) металла в металлическую форму (пресс-форму) металл очень быстро охлаждается, то скорость впуска должна быть от 5 до 140 м/с. При этом в пресс-форме металл кристаллизуется и образуется литейная корочка толщиной около 2 мм с мелкозернистой структурой. Литейная корочка растёт с двух сторон, и при толщине стенки 4 – 5 мм отливки будут иметь мелкозернистую структуру почти по всему сечению.
Отливки с такой мелкозернистой структурой обладают на 25 % большей прочностью на разрыв.
Если толщина стенок будет больше 5 – 6 мм, то внутри отливок появляются воздушные раковины. Воздух замешивается в металл во время заливки. С применением вакуумного литья под давлением появилась возможность получения стенок на 30 – 40 % меньшей толщины при увеличении прочности литья примерно на 15 – 20 %. Чем тоньше стенки отливок при сохранении прежней прочности, тем больше экономится металла и снижается стоимость литья, что является значительным преимуществом литья под давлением. Перевод на литьё под давлением некоторых деталей, получаемых литьём в кокиль и изготовляемых механической обработкой, ковкой и штамповкой, в ряде случаев снижает вес этих деталей на 40 %.
Литьё под давлением легко может армироваться вкладышами из других материалов, а также может применяться для соединения нескольких деталей в один узел, т.е. для сборки. Этот процесс сравнительно легко механизируется и автоматизируется и по производительности превосходит не только все методы литья, но и холодную штамповку. Производительность особенно увеличивается с применением многоместных (многогнёздных) пресс-форм. Санитарно-гигиенические условия труда в литейном цехе сравнимы с условиями работы механических цехов.
При массовом изготовлении отливок под давлением их стоимость может быть на 30 – 40 % ниже литья в кокиль и в песчано-глинистые формы. Отливки, получаемые литьём под давлением, не рекомендуется подвергать механической обработке, чтобы не снижать прочную литейную корочку и не обнажать пористую сердцевину, так как при этом уменьшается прочность детали и ухудшается товарный вид.
Сплавы литья под давлением должны обладать малым интервалом кристаллизации, т.е. должны кристаллизоваться быстро и равномерно. Сплавы должны обладать прочностью при высоких температурах, так как отливки выдерживают значительные нагрузки при усадке и плотном обжатии металлических стержней, при снятии со стержней и выталкивании из пресс-формы. Сплавы должны обладать высокой жидкотекучестью при небольшом перегреве, не взаимодействовать с металлом пресс-формы и камер сжатия, не привариваться к пресс-формам.
Из многих способов изготовления отливок повышенной точности наиболее полно отвечает этому требованию способ литья под давлением. Этим способом получают отливки из цинковых, алюминиевых, магниевых и латунных сплавов.
Ведутся работы по изготовлению отливок из стали и чугуна.
В настоящее время многие отрасли промышленности применяют способ литья под давлением для получения большой номенклатуры отливок разнообразной конфигурации и массы – от нескольких граммов до 50 кг и более.
Наибольшее развитие способ литья под давлением нашел в автомобильной промышленности. На машинах литья под давлением получают крупные и сложные отливки блоков цилиндров, коробок передач, тонкостенных и крупногабаритных решёток облицовки радиатора, деталей фонарей, ручек, корпусов, шестерёнок и других деталей сложной конфигурации.
Развитие массового производства в оптико-механической промышленности способствовало широкому внедрению литья под давлением. Корпуса фото- и киноаппаратов, детали биноклей, микроскопов – вот далеко не полный перечень деталей, изготовленных литьём под давлением в этой важной отрасли промышленности. Увеличение выпуска различных бытовых приборов и машин значительно расширило область применения литья под давлением для изготовления деталей пылесосов, стиральных машин, вентиляторов и холодильников.
В санитарно-технической промышленности из латунных сплавов разных марок литьём под давлением изготовляются смесители для раковин и ванн, водоразборные краны, трубопроводная арматура и др.
Необходимо отметить, что литьё под давлением нередко в десятки раз снижает общую трудоёмкость изготовления деталей при одновременном снижении массы отливок на 30 – 50 %.
По уровню механизации, производительности цикла литьё под давлением превосходит все другие способы получения литья повышенной точности. Вместе с тем способ литья под давлением требует дальнейшего развития.
К преимуществам литья под давлением по сравнению другими способами при изготовлении отливок повышенной точности следует отнести:
– получение отливок с малой шероховатостью поверхности и высокой точностью размеров, что достигается точной обработкой и тщательной полировкой рабочей полости пресс-форм;
– возможность получения особо сложных тонкостенных деталей, которые нельзя отлить в песчаных или металлических формах;
– высокая производительность;
– незначительные припуски на механическую обработку, а в большинстве случаев их полное отсутствие, что позволяет применять отливки без механической обработки;
– низкая себестоимость отливок: снижение себестоимости происходит за счёт экономии сплава, сокращения работ по механической обработке, исключения расхода формовочных и стержневых смесей, сокращения расходов на выполнение мероприятий по охране труда и технике безопасности, так как при литье под давлением достигаются наиболее благоприятные санитарно-гигиенические условия труда.
К недостаткам способа литья под давлением относятся:
– высокая стоимость оснастки и оборудования;
– ограниченность габаритных размеров и массы отливок;
– наличие воздушной пористости в массивных частях отливки, снижающей прочность деталей;
– неэкономичность применения этого способа при мелкосерийном производстве;
– затруднение, а иногда и полная невозможность отливки деталей с внутренними полостями и поднутрениями;
– ограниченность номенклатуры сплавов.