Изготовление отливок электрошлаковым литьем

Сущность электрошлакового литья со­стоит в переплаве расходуемого электрода в водоохлаждаемой металлической форме (кристаллизаторе). При этом операция расплавления металла, его заливка и вы­держка отливки в форме совмещены по месту и времени. В качестве расходуемого электрода используется прокат.

При изготовлении отливок в металли­ческую форму (кристаллизатор) 6 залива­ют предварительно расплавленный шлак 4, состоящий из фторида кальция или сме­си на его основе и обладающий высоким электросопротивлением (рис. 8).

При пропускании электрического тока через расходуемый электрод 7, погруженный в шлаковую ванну, и затравку 1 выделяется значительное количество теплоты, за счет которой шлаковая ванна нагревается до температуры 1700 "С, что вызывает оп­лавление электрода. Капли расплавленно­го металла проходят через расплавленный шлак и образуют под ним металлическую ванну 3. Ванна расплавленного металла в водоохлаждаемой форме затвердевает по­следовательно, образуя плотную без уса­дочных дефектов (раковин и пористости) отливку 2. Внутренняя полость отливки образуется металлической вставкой 5.

Рафинирующее действие расплавлен­ного шлака способствует удалению ки­слорода, снижает содержание серы и не­металлических включений, что обуслов­ливает получение отливок с высокими механическими и эксплуатационными свойствами.

Электрошлаковым литьем изготовляют отливки ответственного назначения мас­сой до 300 т: корпуса клапанов и задвижек атомных и тепловых электростанций, ко­ленчатые валы судовых дизелей, корпуса сосудов сверхвысокого давления, ротора турбогенераторов и др.

Обработка металла давлением

Обработка давлением – технологические процессы формирования за счет пластической деформации в результате воздействия на деформируемое тело внешних сил, без изменения объема тела. Холодная деформация – характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла, данное явление называется наклепом. Возрастают характеристики прочности, а характеристики пластичности снижаются. Горячая деформация – происходит процесс рекристаллизации во всей заготовке и микроструктура после обработки давлением оказывается равноосной, без следов упрочнения.

Пластическое деформирование в обра­ботке металлов давлением осуществляется при различных схемах напряженного и деформированного состояний, при этом исходной заготовкой могут быть объемное тело, пруток, лист. По назначению про­цессы обработки металлов давлением группируют следующим образом:

• для получения изделий постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качест­ве заготовок для последующего изготов­ления из них деталей обработкой резанием с использованием предварительного пла­стического формоизменения или без него; основными разновидностями таких про­цессов являются прокатка, прессование и волочение;

• для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получение поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

Основными схемами деформирования объемной заготовки можно считать сжа­тие между плоскостями инструмента, ро­тационное обжатие вращающимися вал­ками, затекание металла в полость инст­румента, выдавливание металла из полос­ти инструмента и волочение, при котором в качестве заготовки может быть исполь­зован только пруток.

Процессы деформирования листовой заготовки - операции листовой штампов­ки - объединяются в две группы: раздели­тельные операции (отрезка, вырубка, про­бивка, надрезка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка, формовка и др.).

Сжатие между плоскостями инстру­мента - осадка - характеризуется свобод­ным пластическим течением металла между поверхностями инструмента (рис. 1).

Схема напряженного состояния - всесто­роннее неравномерное сжатие из-за нали­чия сил трения на контакте между инст­рументом и заготовкой. С уменьшением коэффициента трения и увеличением от­носительной высоты заготовки схема на­пряженного состояния приближается к линейному сжатию. Однако относитель­ная высота (отношение высоты заготовки к ее меньшему поперечному размеру) не может быть больше предельного значения, равного 2,5 ... 3, из-за опасности потерн устойчивости и изгиба.

Схема свободного течения металла при сжатии между плоскостями инструмента лежит в основе операций ковки: осадки, протяжки, раскатки и др., а также имеет место во многих способах объемной штамповки.

Ротационное обжатие вращающими­ся валками (рис. 2)

обусловливается силами трения между вращающимся ин­струментом и заготовкой, благодаря кото­рым последняя перемещается в зазоре ме­жду валками, одновременно деформиру­ясь. Эта схема лежит и основе прокатки; кроме того, она может быть использована в ряде способов получения поковок: попе­речно-клиновой прокатке, вальцовке, рас­катке. Вытяжка обычно составляет 1,1 … 1,6 за проход, но может быть и больше.

Затекание металла в полость инструмента (рис. 3) – схема деформирования, являющая сутью объемной штамповки.

Металл заготовки заполняет полость специального инструмента – штампа, называемую его ручьем, приобретая его форму и размеры. Течение металла ограничивается поверхностными плоскостями (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа.

Выдавливание металла (рис. 4) – через отверстие заданного сечения в матрице 1 происходит вследствие его сжатия в замкнутой полости, образуемой контейнером 3, матрицей 1 и пуансоном 4, поэтому схема неравномерного всестороннего сжатия реализуется здесь полнее, чем в других процессах.

Схема выдавливания характерна для таких видов обработки металла давлением, как прессование, горячая и холодная штамповка.

Волочение (рис. 5) - заключается в протягивании заготовки 2 через сужающие отверстие в инструменте, называемой волоокой 1.

Вследствие того что к заготовке при волочении приложена тянущая сила, в отверстии волоке и после выхода из нее металл испытывает растягивающие напряжение. Поэтому величина деформации за один проход ограничена, отношение площади поперечного сечения заготовки и деформированной части обычно не превышает 1,5.