Технология металлов и сварка
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 17 ... 51 ... 85 ... 119 ... 153 ... 187 ... 221 ... 255 ... 289 ... 323 ... 357 ... 391 ... 425 ... 459 ... 465 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 скачать книгу Технология металлов и сварка Изготовление стержней вручную—трудоемкая операция. На современных заводах абсолютное большинство стержней, также как и форм, готовят на машинах. ... Механизированным способом, часто с использованием автоматики, стержни получают на встряхивающих, прессовых, пескометных, пескодувных, пескострельных и мундштучных машинах, а ... Изготовление стержней в стержневых ящиках с использованием встряхивающих, прессовых и пескометных машин почти не отличается от аналогичного процесса уплотнения форм. ... Сущность работы мундштучной машины состоит в том, что стержневая смесь из ее камеры выдавливается шнеком через мундштук, имеющий отверстие, соответствующее наружному поперечному сечению изготавливаемого ... Для массового и крупносерийного производства мелких стержней с массой до 10 кг применяют пескодувные стержневые машины; для мелких и средних стержней (до 160 кг) — пескострельные стержневые машины. В большинстве случаев эти машины — полуавтоматы механизируют не только уплотнение смеси в ящике, но также смыкание и размыкание стержневого ящика. ... Принципиальная схема и сущность работы пескодувной стержневой машины показаны на рис. 74. На столе / устанавливают стержневой ящик ... в бункере. Для надува ящика стержневой смесью рабочий резервуар перемещается пневматическим толкателем по рольгангу под клапан дутьн 5. Одновременно отключается вибратор и задвигается щибер бункера. Затем производится надув смеси в стержневой ящик. Для разрыхления смеси в рабочем резервуаре вращают мешалку. Избыточный воздух из стержневого ящика удаляется через венты (пробки с щелями от 0,3 до 0,5 мм) в атмосферу. Готовый стержень извлекают из стержневого ящика, помещают на сушильную плиту или драйер и сушат обычным образом. ... Пескодувные машины работают по принципу интенсивного смешения потока воздуха со стержневой смесью. На процесс уплотнения стержня расходуется очень много воздуха, что является недостатком этих машин. Кроме того, для их работы нужна стержневая смесь с малой сырой прочностью, что в свою очередь ограничивает размер изготавливаемых стержней. Поэтому в производстве наибольшее применение получили пескострель-ные стержневые машины. ... и н ы. В пескодувном резервуаре пескострельных стержневых машин сильного смешения воздуха со стержневой смесью не происходит. Сжатый воздух оказывает практически мгновенное действие на столб стержневой смеси ... Машины такого типа работают в паре с поворотно-протяжными машинами, на которых кантуют стержневые ящики и извлекают из них стержни. ... Пескострельные машины часто используют для изготовления стержней из смесей на основе жидкого стекла, а также для «горячих» стержневых ящиков. ... Процесс изготовлена я стержней по «горячим» ящикам состоит в том, что нагретый до 200—220° С металлический стержневой ящик на пес-кострельной машине надувают стержень из термореактивной необратимо твердеющей смеси. Так готовят в массовом производстве оболочковые и сплошные стержни с массой до 6 кг. ... При изготовлении стержней из ЖСС жидкую стержневую смесь, изготовленную в смесителе, не позднее чем через 2 мин заливают в подготовчченный стержневой ящик, где она через 30—60 мин затвердевает, приобретая высокую прочность. ... Изготовленные стержни (кроме полученных по «горячим» ящикам) отделывают, красят, подвергают (если нужно) тепловой сушке и после комплектации и зачистки знаков отправляют на сборку форм. ... Для заливки расплава, приготовленного в печах, в полости форм применяют литниковую систему, представляющую совокупность связанных между собой каналов и резервуаров. Исключение состав- ... ляет заливка открытых форм, предназначенных для производства простых неответственных отливок (плиты, грузы и т. п.), к качеству которых не предъявляют высоких требований. ... плавильного агрегата заливают расплавленный металл или сплав. Чаша служит для ослабления динамического напора свободно падающей струи металла, предотвращения его разбрызгивания и обеспечения непрерывного питания каналов литниковой системы; чаша также предотвращает попадание шлака в литниковую систему. ... Стояк — канал литниковой системы, передающий жидкий металл из чаши в шлакоуловитель. Обычно это вертикальный сужающийся книзу канал, обеспечивающий, кроме того, необходимое металлоста-тическое давление в форме. ... литниковой системы могут иметь различную конфигурацию и соотношения сечений каналов между ... По способу подвода металла к форме различают литниковые системы: горизонтальные (рис. 77), в которых металл подводят обычно по плоскости разъема полуформ, и вертикальные (рис. 78). ... Рис. 78. Вертикальные литниковые системы: с — Дождевая; б— дождевая со шлакоуловителем; в -— упрощенная для заливки сверху; г — рожковая с фильтрующим шлакоуловителем; д — сифонная с кольцевым шлакоуловителем; е — сифонная для мелких отливок; / — чаша, 2— стояк; 3 — отливка; 4 — вертикальные и рожковые питатели: .5 — кольцевой коллектор: 6 — выпор; 7 — литниковый канал; 8 —фильтрующий шлакоуловитель; 9 — сетчатые питатели; 10 — подсеточный метал-лопрнемннк; 11— кольцевой шлакоуловитель ... опытные коэффициенты. Расчет начинают с определения суммарной площади наименьшего поперечного сечения в узком месте литниковой системы. В литниковых системах, применяемых при изготовлении отливок из чугуна, стали и большинства медных сплавов, наименьшим является сечение питателей у входа их в полость формы. ... Каналы не должны быть длинными, так как при заливке формы металл остывает, густеет и его текучесть уменьшается. Это может привести к браку по недоливу формы, заворотам и другим дефектам. ... Скорость заполнения формы металлом зависит от поперечного сечения питателей литниковой системы. Слишком большое сечение каналов литниковой системы приводит не только к перерасходу металла (и ... По способу подвода металла к форме различают литниковые системы: горизонтальные (рис. 77), в которых металл подводят обычно по плоскости разъема полуформ, и вертикальные (рис. 78). ... Рис. 78. Вертикальные литниковые системы: с — Дождевая; б— дождевая со шлакоуловителем; в -— упрощенная для заливки сверху; г — рожковая с фильтрующим шлакоуловителем; д — сифонная с кольцевым шлакоуловителем; е — сифонная для мелких отливок; / — чаша, 2— стояк; 3 — отливка; 4 — вертикальные и рожковые питатели: .5 — кольцевой коллектор: 6 — выпор; 7 — литниковый канал; 8 —фильтрующий шлакоуловитель; 9 — сетчатые питатели; 10 — подсеточный метал-лопрнемннк; 11— кольцевой шлакоуловитель ... с — Дождевая; б— дождевая со шлакоуловителем; в -— упрощенная для заливки сверху; г — рожковая с фильтрующим шлакоуловителем; д — сифонная с кольцевым шлакоуловителем; е — сифонная для мелких отливок; / — чаша, 2— стояк; 3 — отливка; 4 — вертикальные и рожковые питатели: .5 — кольцевой коллектор: 6 — выпор; 7 — литниковый канал; 8 —фильтрующий шлакоуловитель; 9 — сетчатые питатели; 10 — подсеточный метал-лопрнемннк; 11— кольцевой шлакоуловитель ... На скорость заливки влияет также давление металла в литниковой системе: чем выше стояк, тем быстрее форма заполняется металлом. ... приготовленный сплав из двух или нескольких металлов). Так, при изготовлении отливок из бронзы в шихту добавляют олово в виде лигатуры меди и олова. Этим Достигается более равномерное распределение олова в объеме сплава, уменьшается ликвация, улучшается процесс плавления и т. д. Флюсами при плавке цветных металлов обычно ... служат хлористые и фтористые соли щелочных и щелочноземельных металлов. Например, при выплавке магниевых и алюминиевых сплавов в качестве флюса используют хлористый барий. ... Плавильные агрегаты обеспечивают получение жидкого металла требуемого химического состава при минимальном угаре, экономном расходе топлива и электроэнергии. Размеры плавильных агрегатов, их производительность соответствуют потребности литейного цеха в жидком металле. В литейных цехах для плавки стали применяют электрические дуговые печи, небольшие конверторы с боковым дутьем и мартеновские печи; для плавки чугуна — вагранки, электрические индукционные печи промышленной частоты; для плавки цветных сплавов — различные электрические и пламенные ... в литейных цехах широко применяют вагранки. Вагранка представляет собой шахтную плавильную печь цилиндрической формы (рнс. 79), установленную на колоннах 1. Кожух вагранки 7 изготовлен из листовой стали толщиной &—10 мм. Изнутри вагранку футеруют шамотным огнеупорным кирпичом 6. Футеровка верхней части шахты защищена от ударов металлической части шихты чугунными плитами 8. ... Твердую шихту (кокс 13 и металл 14) загружают в вагранку послойно с рабочей площадки через загрузочное окно 9. В крупных литейных' цехах загрузка шихты механизирована и производится бадьей 12 с откидным дном. ... где d — диаметр вагранки в свету, м: П — заданная производительность вагранки, т/ч; Л( — удельная производительность на 1м2 сечения шахты, т/ч (обычно П — 6 8 т/ч). ... Полезную высоту вагранки Н (расстояние от оси основных фурм до нижнего уровня загрузочного окна) определяют в зависимости от ее диаметра. И ... Фурмы вагранок с конильником должны быть максимально приближены к лещади. В вагранках без копильника положение фурм над лещадью определяется количеством жидкого металла, которое необходимо накопить в горне перед выпуском. Высота горна с копильником обычно не более 150—200 мм, без копильника — не более 450 мм. ... а — стационарная отражательная; б — барабанная поворотная; е — тигельная; е — барабанная поворотная с независимой злектрнческой дугой; У —отверстие для воздуха; 2 — форсунка; 3 — камера горения; 4 —плавильное пространство; J —загрузочное окно; 6 — канал для отвода дымовых газов; 7 —кладка барабана; в — стальные бандажи; 9 —штурвал; W ... а — стационарная отражательная; б — барабанная поворотная; е — тигельная; е — барабанная поворотная с независимой злектрнческой дугой; У —отверстие для воздуха; 2 — форсунка; 3 — камера горения; 4 —плавильное пространство; J —загрузочное окно; 6 — канал для отвода дымовых газов; 7 —кладка барабана; в — стальные бандажи; 9 —штурвал; W ... а — стационарная отражательная; б — барабанная поворотная; е — тигельная; е — барабанная поворотная с независимой злектрнческой дугой; У —отверстие для воздуха; 2 — форсунка; 3 — камера горения; 4 —плавильное пространство; J —загрузочное окно; 6 — канал для отвода дымовых газов; 7 —кладка барабана; в — стальные бандажи; 9 —штурвал; ... разевавшегося жидкого металла окисляются, что приводит к угару металла. В горне вагранки металл насыщается серой и частично углеродом. Чем меньше высота горна, тем меньше продолжительность контакта жидкого металла с коксом и, следовательно, меньше это насыщение. ... Производительность вагранки зависит не только от площади ее поперечного сечения, но и от интенсивности горения кокса. Под этим понимают количество кокса в тоннах, сжигаемого на 1 м2 площади поперечного сечения вагранки в единицу времени. Для повышения производительности вагранки и снижения расхода топлива используют обогащенное кислородом воздушное дутье (до 30—3596 02) и теплоту отходящих продуктов горения (для предварительного подогрева воздушного дутья). ... Чугун и цветные металлы можно плавить в отражательных и барабанных пламенных печах. Для выплавки бронзы, латуни и ковкого чугуна применяют пламенные отражательные печи (рис. 80,а). Свод таких печей отражает факел пламени на металл, благодаря чему он плавится и перегревается. Эти печи работают на каменном угле, пылевидном твердом топливе, мазуте или газе. ... Для выплавки цветных металлов обычно используют барабанные поворотные печи (рис. 80,6) с двумя камерами; в одной сгорает мазут, в другой — плавится металл. Продукты горения удаляются через дымовой канал. Барабанные печи емкостью до 300 кг металла вращак т ручным штурвалом, более 300 кг — специальными механизмами. В печи емкостью 300 кг плавка бронзы продолжается 1 ч, а чугуна — 1,5— 2 ч. ... На рис. 80,в дана схема простейшей тигельной печи. Медные сплавы плавят в шамотных или графитовых тиглях. Алюминиевые и Цинковые сплавы часто плавят в стальных и чугунных литых тиглях. ... Тигельные печи могут работать на жидком, газообразном и пылевидном топливе. При сжигании топлива стенки тигля нагреваются и передают тепло металлу. Емкость тиглей находится в пределах от 30 до 150 кг расплава. Продолжительность плавки зависит от рода металла, вида топлива и интенсивности его сжигания. Качество отливок получается высокое. Большой расход топлива является недостатком этого способа плавки литейных сплавов. ... В современных литейных цехах применяют поворотные тигельные печи, установленные выше уровня пола на подставках. Металл выпускают, поворачивая тигель на цапфах. ... В этих печах получают высококачественный металл. В литейном производстве применяют электрические печи дуговые, сопротивления и индукционные. ... дуговыми электропечами емкостью от 3 до 50 т. В этих печах предусмотрено электромагнитное перемешивание расплавляемой стали. Для участков цветного литья применяются такие же печи, но в большинстве случаев меньшей емкости. Дуговые печи работают на трехфазном токе и ... Для выплавки медных сплавов обычно применяют барабанные печи с независимей электрической дугой (рис. 80,г). В ... Индукционные печи имеют ряд преимуществ перед другими плавильными агрегатами. В них можно нагревать металл до очень высоких температур без местного перегрева (что наблюдается иногда в электрических дуговых печах), регулировать состав газовой атмосферы или создавать вакуум. Емкость индукционных печей изменяется от нескольких килограммов (лабораторные печи) до 6—10 т. В современной практике находят широкое применение индукционные печи промышленной частоты, их используют для плавки обычного и синтетического чугуна. В таких печах можно успешно вести плавку стружки и высечки без их брикетирования. Одновременно такой процесс очень мобилен (плавка длится не более 40 мин), резко улучшаются условия труда, не нужно расходовать дефицитный литейный чугун. Применение этих печей позволяет с минимальными затратами получать металл высокого качества. ... Степень заполнения формы зависит от температуры и химического состава металла, качества отделки формы и теплоемкости ее материала, конструкции литниковой системы и количества неметаллических примесей в расплавленном металле. Повышение температуры увеличивает жидкотекучесть всех металлов и сплавов. Чем лучше отделка формы и литниковых каналов, тем быстрее и полнее форма заполняется ... меси в металле ухудшают его жидкотекучесть и затрудняют продвижение его в форме. С увеличением содержания в чугуне серы, кислорода и хрома жидкотекучесть его уменьшается, а с повышением содержания фосфора, кремния, марганца, алюминия, меди и углерода (до эвтектического состава), насборот, увеличивается. ... Жидкотекучесть определяют специальной технологической пробой. На рис.81 представлена одна изтаких весьма распространенных проб — особая спираль. ... Усадкой называют сокращение линейных размеров и объема материалов вследствие затвер ... разницу между линейными размерами полости форм и отливки. Эта усадка обычно учитывается при определении размеров модельнс-сгержневой оснастки, по которой формируется наружная и внутренняя полость формы. ... Ликвациейв металлургии и литейном производстве называют неоднородность химического состава в различных частях отливки или слитка. Наличие ликвации характеризует качество отливки или слитка. Различают два основных вида ликвации: внутризеренную (дендритную) и зональную. Внутризе репная, или дендритная, ликвация характеризуется наличием химической неоднородности в пределах отдельного зерна (дендрита) сплава. Зональной ликвацией называют химическую неоднородность, обнаруженную в объеме всего затвердевшего литого изделия. Разновидностью зональной ликвации можно считать ликвацию по удельному весу- При этом наблюдается механическое разделение компонентов сплава, значительно отличающихся друг от друга своим удельным весом. ... Заливка форм. Металл, выплавленный в печах, выпускают в ковши, из которых разливают по формам. Емкость ковшей равна от 25—35 кг до Юти ... рукции. Кожух ковшей готовят из котельного железа. Малые ковши изнутри обмазывают глиной; крупные — выкладывают огнеупорным кирпичом или набивают огнеупорной массой. Перед заполнением металлом ковши следует хорошо просушить и нагреть, так как из плохо просушенных ковшей возможны выбросы жидкого металла. Кроме того, металл в сырых ковшах быстро охлаждается, образуя настыли, и насыщается газами. ... Охлаждение отливок. Отливку охлаждают в форме до температуры, которая исключает ее разрушение или образование «холодных трещин» при выбивке. В механизированных цехах чугунные и мелкие стальные отливки выбивают при температуре 500 — 800° С. Крупные и средние по массе отливки — при более низкой температуре. ... Выбивка форм. После затвердевания и достаточного охлаждения отливки выбивают из формы. Преждевременно выбитая отливка может покоробиться; поэтому выбивать начинают, когда температура, например чугунной отливки, не превышает 400—600° С. ... Выбивка отливок из форм и удаление стержней — трудоемкая операция, во время которой выделяется значительное количество теплоты и пыли. Отливки выбивают из форм при помощи выбрацион-ных коромысел, встряхивающих решеток и вибраторов. ... После очистки отливок от остатков формовочной смеси выбивают стержни. Выбивка песчаных стержней возможна ручная, механизированная и гидравлическая. Ручную ... Очистка литья. Отливку, освобожденную от стержней и формовочной смеси, очищают от пригоревшей формовочной смеси. Кроме того, с отливки необходимо удалить литники и заливы. Все эти операции производят в обрубном отделении. Очистка литья может быть ручной и механизированной. Ручную ... Более совершенна очистка отливок песком с водой в песко-гидрав-лических установках. При этом способе одновременно выполняются две операции: выбивка стержней и очистка отливок. ... В современной практике применяют также очистку отливок от пригара в расплаве щелочей (выщелачивание) и электрохимическую очистку. ... Механическая обработка отливок состоит из следующих операций: обрезка или отбивка питателей, выпоров и прибылей; обрубка заливов и остатков элементов литниковой системы пневматическими зубилами; обдирка и зачистка поверхности отливок на шлифовальных кругах и в дробеметных аппаратах. ... отливок производят в литейном цехе; значительная часть стальных и некоторая часть чугунных отливок проходят термическую и химико-термическую обработку. После термической обработки стальные и некоторые другие отливки подвергают дробеструйной очистке от образовавшейся окалины. Годные отливки передают на механическую обработку, а поставляемые по кооперации другим предприятиям грунтуют (покрывают краской) и передают на склад готовой продукции. ... ет400—450МН/ма. ) . Путем модифицирования чугуна магнием можно получить высокопрочный чугун с шаровидными выделениями графита. Такой чугун имеет прочностные характеристики, близкие к стали, и в ряде случаев ее заменяет. ... получают при отжиге белого чугуна в течение 30—60 ч при 900—1050°С. В зависимости от условий отжига ковкий чугун бывает перлитный (белосердечный) и ферритный (черносер-дечный). ... Перлитный ковкий чугун получают после отжига белого чугуна в окислительной атмосфере. Для этого отливки из белого чугуна укладывают в металлические ящики, засыпают железной рудой и ставят в пламенную печь или электрическую печь сопротивления. При высокой температуре карбид железа в чугуне разлагается по реакции ... Одновременно металл с поверхности отливки при воздействии на нее кислорода руды частично обезуглероживается. Отливки перлитного чугуна имеют в изломе светло-серебристый цвет. ... Наибольшее применение получил срерритный ковкий чугун, который получают после отжига отливок из белого чугуна в нейтральной среде без добавки руды в ящики. Во время такого отжига распадается цементит, но металл не обезуглероживается. Излом ферритного чугуна бархатисто-черный. ... Ковкий чугун разделяют на марки в зависимости от предела прочности при растяжении и относительного удлинения. В отличие от обычных серых чугунов ковкие чугуны обладают лучшими пластическими свойствами. Тем не менее их нельзя подвергать ковке или штамповке, так как они не выдерживают больших деформаций. ... Введение в состав чугуна хрома, никеля, меди, титана, молибдена и других легирующих элементов сопровождается улучшением его механических и физико-химических свойств. В ряде случаев можно получать отливки со специальными свойствами. ... Чугунные отливки широко применяют в строительстве. Так, из серого чугуна отливают опорные колонны, подушки и другие детали, работающие на сжатие, а также санитарно-технические изделия и печную арматуру (трубы, радиаторы, колосники и т. д.). Чугунные отливки используют также при строительстве тоннелей. ... Стальное литье. В зависимости от химического состава стали отливки разделяют на углеродистые, низколегированные и высоколегированные со специальными свойствами. Наибольшее количество стальных отливок получают из углеродистой стали. Фасонное литье из углеродистых сталей по химическому составу и механическим свойствам согласно ГОСТ 997—58 разделяют н а десят ь м а рок (15Л; 20Л;...; 55 Л). ... Широко применяемые в литейном производстве стали имеют следующий химический состав: 0,15—0,45% С; 0,5—1 % Мп; 0,2—0.5% Si. Содержание серы и фосфора должно быть минимальным. Стальные отливки имеют феррито-перлитную структуру и следующие механические свойства: предел прочности при растяжении не менее 400—600 ... МН/мг (МПа), предел текучести 2С0—350 МН/м" (МПа), относительнее удлинение 10—24%, относительное сужение 18—35% и ударную вязкость не менее 0,25—0,5 МДж мг. ... Сталь по сравнению с чугуном обладает более высокой температурой плавления,большей величиной усадки (около 2%), худшей жидкоте-кучестью, большей склонностью к образованию термических напряжений и трещин (горячих и холодных). В связи с этим к литейным формам для стального литья предъявляют высокие требования. Такие формы должны обладать большой прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и податливостью, чем формы для чугунного и цветного литья. ... Большинство отливок из углеродистых и других сталей подвергают термической обработке, которую проводят для улучшения их микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств, а также для уменьшения остаточных напряжений. Эти напряжения снимают при отжиге или высокотемпературном отпуске. ... Литые детали из углеродистой стали применяют во многих отраслях народного хозяйства. Достаточно широко используют в технике и другие стали. Среди последних ведущее место занимают отливки из высокомарганцовистой стали 110Г13Л (шары и била мельниц, щеки камнедробилок, зубья ковшей экскаваторов, крестовины и стрелки трамвайных и железнодорожных линий и т. д.). Детали из такой стали хорошо переносят продолжительные и интенсивные ударно-абразивные нагрузки. ... В литейном производстве кокиль — металлическая форма, многократно используемая для получения отливок путем заливки в нее расплава свободной струей. ... Стоимость металлических форм относительно велика, а изготовление сложно; их применение экономически выгодно лишь при серийном и массовом производствах. ... По конструкции кокили могут быть разъемные и еытряхные с вертикальным, горизонтальным и комбинированным разъемами (рис. 82). ... Для регулирования охлаждения кокилей (после их заливки расплавом) в наружных их стенках устанавливают штыри или предусматривают водяное охлаждение (рис. 82,о). ... В кокилях получают более половины отливок из алюминиевых и магниевых сплавов и некоторую часть простых толстостенных чугунных и стальных отливок развесом от нескольких килограммов до десяти и больше тонн. ... Стойкость кокилей позволяет получать в каждом из них по несколько сот тысяч отливок из легкоплавких сплавов: 1500—5000 чугунных и 400—700 мелких стальных. ... Кокили изготавливают из чугуна или стали и собирают обычно из нескольких частей. Для увеличения стойкости рабочую поверхность матрицы кокиля иногда анодируют, борируют или хромируют, но всегда покрывают теплоизоляционной краской или обмазкой. Перед началом работы кокили подогревают до температуры 200—300°С. ... К основным недостаткам этого способа литья относятся сравнительная дороговизна кокилей и возможность отбеливания отливок. ... Процесс центробежного литья состоит в том, что расплав заливают во вращающуюся металлическую форму, где он затвердевает под действием центробежных сил. Последние прижимают расплав к стенкам формы, что позволяет получать пустотелые цилиндрические и другие ... отливки без применения стержней. При этом наружное очертание отливки соответствует внутренним размерам формы, а внутренние размеры отверстия зависят от количества залитого в форму расплава. ... Центробежные машины, как правило, бывают двух основных типов: с горизонтальной (рис. 83,с) и вертикальной (рис.83,6) осями вращения. На машинах с горизонтальной осью вращения получают отливки, ... у которых длина (высота) значительно больше диаметра (различные трубы, гильзы и др.). На машинах с вертикальной осью вращения отливают колеса, шесгерии, втулки. ... Получаемые отливки имеют большую плотность, отличаются мелкозернистой структурой и высокой прочностью. Отсутствие литников и выпоров, малые припуски на механическую обработку, минимальный брак и высокая производительность — преимущества центробежного способа литья. ... Однако установки для центробежного литья сравнительно дороги; применять этот способ можно, конечно, лишь для деталей, имеющих форму тел вращения. ... В этом процессе для получения отливки расплав под большим давлением вводят в металлическую пресс-форму, где он затвердевает и охлаждается. Таким способом в массовом и крупносерийном производстве готовят отливки из алюминиевых, магниевых, медных и других сплавов массой от нескольких граммов (шрифты) до десятков кило- ... о — с горизонтальной осью вращения: б— с вертикальной осью вращения ... граммов (блохи цилиндров автомобилей). Эти отливки имеют высокое качество поверхности и весьма точные геометрические размеры; в ряде случаев их можно использовать в сборке машин вовсе без механической обработки или только с шлифовкой отдельных посадочных поверхностей. ... Высокие скорости впуска расплава в полость пресс-форм влекут механическое примешивание к нему воздуха и частые случаи получения пористых отливок. Поэтому в основном готовят отливки с толщиной стенок не более 6 мм. ... В современной практике наиболее распространены гидравлические машины для литья под давлением с горячей или холодной камерами ... граммов (блохи цилиндров автомобилей). Эти отливки имеют высокое качество поверхности и весьма точные геометрические размеры; в ряде случаев их можно использовать в сборке машин вовсе без механической обработки или только с шлифовкой отдельных посадочных поверхностей. ... Высокие скорости впуска расплава в полость пресс-форм влекут механическое примешивание к нему воздуха и частые случаи получения пористых отливок. Поэтому в основном готовят отливки с толщиной стенок не более 6 мм. ... В современной практике наиболее распространены гидравлические машины для литья под давлением с горячей или холодной камерами ... — с горячей камерой прессовавин; б —с холодной вертикальной камерой прессования ... прессования. Поршневые машины с горячей камерой прессования применяют для получения отливок из легкоплавких оловянистых, свинцовых и цинковых сплавов. Схема машины с горячей камерой прессования приведена на рис. 84,а. В подогреваемом снизу тигле 3 находится расплав. Перед заполнением пресс-форму 8 закрывают. Конец мундштука 7 ... Поршневые машины с холодной камерой прессования применяют для изготовления отливок из магниевых, алюминиевых и медных сплавов. Схема машины литья под давлением с холодной вертикальной камерой прессования приведена на рис. 84,6. В этом случае расплав заливают ковшом в камеру прессования 3. Дном камеры служит подвижный поршень 4. После включения механизма запрессовки поршень под действием плунжера 1 опускается до упора и открывает литниковсе отверстие 7 в неподвижной части пресс-формы 5. При этом расплав с большой скоростью и под высоким давлением заполняет полость пресс-формы, вытесняя через ее венты находящийся в ней воздух; в камере прессования остается прессостаток 8. При подъеме плунжера nopuiei ь поднимается за ним вверх и выталкивает прессостаток из камеры прессования. Одновременно пресс-форма размыкается за счет отодвигания ее подвижной части 5'; на последней остается отливка 10 с литником 9. После снятия отливки, частичного охлаждения пресс-форл ы и покрытия ее поверхности смазкой цикл прессования повторяют. ... Для уменьшения или исключения пористости отливок пресс-форму (перед впуском в нее расплава) заполняют кислородом, а также делают в ней канал литниковой системы большего сечения. ... Сущность процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям заключается в следующем. В соответствии с чертежом детали, с учетом усадки модельного состава выплавляемого сплава, а также припусков на механическую обработку изготовляют пресс-форму; в нее шприцем запрессовывают в сметанообразном состоянии модельный состав (смесь парафина со стеарином); после охлаждения и затвердевания в пресс-форме модельного состава из нее извлекают парафино-стеариновую модель будущей отливки; несколько таких моделей припаивают к парафино-стеариновому стояку, покрывают суспензией, обсыпают песком и сушат (последняя операция повторяется от трех до четырех раз); модели отливок со стояком (елка) помещают в горячую водяную ванну,где они выплавляются из сформировавшейся вокруг них трех- или четырехслойной оболочковой формы; оболочки форм далее сушат и с целью удаления остатков парафино-стеаригювой выплавляс- ... прессования. Поршневые машины с горячей камерой прессования применяют для получения отливок из легкоплавких оловянистых, свинцовых и цинковых сплавов. Схема машины с горячей камерой прессования приведена на рис. 84,а. В подогреваемом снизу тигле 3 находится расплав. Перед заполнением пресс-форму 8 закрывают. Конец мундштука 7 ... изготовления отливок по выплавляемым моделям ... мой массы прокаливают при температуре 900— 1000°С в электрических печах; прокаленные оболочки форм в горячем состоянии заформсвЫЕа-ют в опоки (применяя нагретый сухой песок) и заливают цветным или железоуглеродистым сплавом; остьшшие отливки в виде елки извлекаются из опоки, с их поверхности удаляют песок; отливки отделяют от стояка, выщелачивают из них остатки керамики, контролируют и отправляют на склад (рис. 85). ... Этот способ литья позволяет получать практически из всех металлических сплавов, в том числе и из трудно механически обрабатываемых, сложные ... В этом способе расплавленный металл з.аливают в форму, состоящую из двух оболочек с толщиной стенки от 7 до 15 мм. Для получения в отливках внутренних полостей в эти формы, как и в песчано-глинис-тые, укладывают пустотелые или сплошные стержни. Операции этого процесса изготовления отливок приведены на схеме рис. 86. ... Сущность процесса изготовления оболочковых форм следующая. Модельную плиту и укрепленные на ней модели отливки и элементов литниковой системы нагревают в электрической печи до 200—300°С и наносят на нее тонкий разделительный слой эмульсии, облегчающей снятие готовой оболочки. Затем на плиту наносят формовочную смесь, состоящую из 90—94 % кварцевого сухого песка и 10—6% порошка термореактивной фенолоформальдегидной смолы. В прилегающем к моделям и плите слое формовочной смеси смола сначала расплавляется, а затем затвердевает, образуя однородную песчано-смоляную оболочку. Нерасплавившуюся часть формовочной смеси удаляют поворотом плиты на 180°. Затем модельную плиту с оболочкой помещают в прокалочную печь на 1—2 мин при температуре 280—350°С. В результате такой прокалки оболочка необратимо упрочняется. ... Твердую оболочку, представляющую полуформу, с помощью толкателей снимают с модельной плиты. Далее такую полуформу соединяют с другой половинкой зажимами или методом склеивания. Готовую форму засыпают опорным материалом (дробью), заливают расплавленным металлом, охлаждают, выбивают и освобождают от элементов литниковой системы. ... Этим способом рекомендуется готовить плоские, сложные и мелкие по развесу отливки из любых сплавов. Полученные отливки характеризуются высокой размерной точностью и чистотой поверхности, требуют минимальных затрат на обработку и очистку и фактически готовы дли сборки. ... Штамповка из жидкого металла — прогрессивный технологический процесс, позволяющий получать плотные заготовки с уменьшенными припусками на механическую обработку, с выходом годного по жидкому металлу до 95% и с высокими механическими свойствами. ... Сущность процесса в том, что залитый в пресс-форму жидкий металл прессуют на гидравлическом прессе до окончания первичной кристаллизации. Время до момента приложения давления должно быть минимальным; оно зависит от технической характеристики пресса, массы залитого металла и конфигурации отливки. В процессе формования отливки в . пресс- форме она находится под давлением от 40 до 200 МН/м2 (МПа). ... Сущность способа заключается в том, что модели и элементы литниковой системы, выполненные из газифицируемого материала, в собранном виде заливают металлом. При этом модели газифицируются, а их место в полости формы занимает металл. ... Особенность способа: перед заливкой модели из формы не извлекают; их удаляет заливаемый металл. В отдельных случаях модели предварительно выжигают. Это позволяет выполнять модели без формовочных уклонов, не делать разъема формы, не расталкивать полость формы д 1я ... Для изготовления газифицируемых моделей используют различные марки пенополистирола и другие материалы, которые можно удалять из полости формы методом выжигания, газификации и растворения. Плотность пенополистирола составляет от 0,015 до 0,025 г/см3. ... Оптимальная область применения такого способа — производство крупных индивидуальных отливок из железоуглеродистых сплавов. При эюм достигается значительная экономия за счет замены дорогих деревянных моделей и стержневых ящиков пенополистироловой моделью. ... В ряде случаев в строительстве и тяжелом машиностроении единственный способ изготовления крупногабаритных и массивных деталей (колонн, статоров, рабочих колес, лопастей, валов турбин и др.) — литье отдельных элементов отливки с последующей их сваркой. ... Применение таких лито-сварных конструкций —одно из прогрессивных решений в машиностроении; при изготовлении крупногабаритных деталей оно дает значительную экономию дефицитных материалов и труда. ... Можно сваривать в одну деталь заготовки, полученные любым способом (литьем, ковкой, штамповкой, прокаткой) и из различных металлов и сплавов. ... Лито-сварные конструкции вначале проектируют цельными, а затем расчленяют на части длиной не более 4—5 м так, чтобы их можно было отливать в формах, изготовленных на формовочных машинах. ... Современные способы электрошлаковой сварки позволяют сваривать детали в местах их соединения с толщиной стенки до 1000 мм и более, т. е. практически неограниченной толщины. ... ■Литье пластических масс. Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют природные или искусственные высокомолекулярные соединения (фенолсформальдегидные смолы, казеин и др.). К этой основе добавляют наполнители (древесную муку, асбест, стеклянное волокно и др.), которые повышают прочность и снижают усадку. Для улучшения пластических свойств применяют пластификаторы (дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.). Кроме того, в состав пластмасс входят смазки (стеарин, воск), вводимые для устранения прилипания к пресс-форме, красители для придания цвета и т д. ... Ра?личают два вида пластических масс: термопластичные и термореактивные. Термопластичные переходят в пластичнее состояние при нагревании без химических изменений (из них межно производить изделия многократно). К ним относят пол ист и рольные, пол и хлорвиниловые, акриловые, асфальтопековые и другие пластические массы. ... Термореактивные пластмассы при нагревании также переходят в пластическое состояние. Но при определенных температурах связующее вещество химически видоизменяется и в результате приобретает определенные свойства (плавкость, растворимость и др.). Эёи ... Пластические массы очень широко используют в народном хозяйстве. Они во многих случаях с успехом заменяют черные и цветные металлы. Широко применяют пластические массы в строительстве, железнодорожном транспорте, машиностроении, авиации и т. д. ... Каменное литье. В ряде отраслей народного хозяйства, например химической, бумажной, машиностроительной и особенно в строительной промышленности, применяют отливки из диабаза, базальта и светлого камня. ... Из копильника при температуре 1200—1250°С диабаз разливают по формам, которые предварительно подогревают до 400—450°С. Форда изготовляют из смеси кварцевого песка и огнеупорной глины. Для медленного охлаждения залитые формы помещают в тоннельные печи. Эго необходимо для кристаллизации диабаза и предотвращения образования трещин на каменном литье. Выдержка отливок в формах достигает 18—20 ч. ... терморегулятора; 7 — кронштейн; £ — прузкииа; 9 — сопло; 10 — подвижная плита; // — пуансон. 12 — выталкиватель: — чатрица; 14 — пружина; 15 — подвижная ... По применению и свойствам отливки из диабаза можно разделить на следующие группы: строительное литье, характеризуемое механической прочностью, сопротивлением истиранию, стойкостью против атмосферной коррозии и способностью полироваться; химическое литье высокостойкое в кислотах, щелочах, солях и т. д.; твердое литье—с высоким сопротивлением износу, например плитки пешеходных переходов; огнеупорное литье, достаточно прочное и химически стойкое при 1300—1500°С; отливки с незначительным коэффициентом термического расширения, что допускает резкие смены температур; отливки — диэлектрики; пористое литье с теплоизоляционными, огнеупорными и химически стойкими свойствами; отходы диабазного литья, используемые в молотом виде в качестве абразивного материала и наполнителя. ... отливают плитки различных размеров, трубы диаметром 200-—350 мм и длиной до 2 м, колена и тройники для соединения трубопроводов и т. д. Технологический процесс изготовления их аналогичен диабазовому литью. Основным преимуществом отливок из базальта является высокая износоустойчивость, щелоче- и кислотоупорность в растворах любых концентраций. ... товленные шихтовые материалы (кварцевый песок, доломит, мел или мрамор) плавят в электродуговых однофазных печах при 1450—1550°С. Песчано-глинистые формы перед заливкой прокаливают при 8СЮ°С в течение 5 ч. Залитые формы помещают в печь с температурой 900— 920°С, где происходит кристаллизация и охлаждение отливок до температуры печи. После этого отливки медленно охлаждают до 150°С. Окончательное охлаждение отливок происходит па воздухе и продолжается 55—60 ч. ... Шлаковое литье. В последнее время доменные шлаки с успехом применяют в качестве материала для строительной промышленности. Из доменных шлаков изготовляют брусчатку, армированные и пористые блоки, плиты, различные противовесы и т. д. ... Контроль литейного производства предусматривает проверку качества исходных металлических и неметаллических материалов, технологических процессов изготовления литья и качества готовых отливок. ... Контроль проводится на специально выделенных для этого участках, обеспеченных необходимыми контрольно-измерительными приборами, инструментами, приспособлениями и оборудованием. ... 1) внешний осмотр отливок, позволяющий выявить недоливы, трещины, коробление и другие дефекты. Такой метод контроля наиболее распространен и применяется как при индивидуальном, так и при массовом производстве отливок; ... лов; 3) отбел — наличие в различных частях чугунной отливки твердых участков, не поддающихся механической обработке и имеющих светлую поверхность излома; 4) горячие трещины — сквозные или поверхностные трещины в теле отливки, образовавшиеся при ее затвердевании в форме (обычно поверхность металла в трещине окислена); 5) холодные трещины — разрывы и надрывы в отливке, образовавшиеся в результате неравномерного охлаждения отливки и возникающих в ней внутренних напряжений (поверхность металла в трещине обычно неокисленная, иногда имеет цвет побежалости;) 6) раковины — газовые, усадочные, земляные; 7) рыхлость и пористость — ясно выраженная крупнозернистая и пеплотная структура металла, обнаруживаем ат при осмотре обработанной поверхности отливок или гидравлическом испытании. В ряде случаев рыхлость представляет собой скопление мелких, а иногда и микроскопических усадочных раковин; 8) механические повреждения отливок — вмятины и забоины, образовавшиеся при выбивке, транспортировке или очистке литья; 9) несоответствие металла стандартам или техническим условиям по химическому составу. ... Обычно применяют следующие способы исправления дефектов отливки: наплавка; холодная и горячая заварка; металлизация; применение замазок и пропиток; установка пробок и втулок. ... Наплавку применяют в случае больших раковин или трещин на поверхности отливки. Перед наплавкой раковину или трещину очищают, формуют над раковиной чашу из глины, равномерно подогревают отливку и наполняют чашу металлом. После наплавки отливку медленно охлаждают. ... Колодная заварка трещин, раковин и других дефектов допускается на необрабатываемых поверхностях отливки. Холодпуюзаварку можно производить газовой или электрической сваркой. ... Горячую заварку применяют для устранения больших трещин. При горячей заварке детали из серего чугуна подогревают до 500-—600° С, выдерживают их при этой температуре в течение 45—60 мин и только потом заваривают ацетилено-кислородным пламенем с применением специальных электродов. Деталь после заварки отжигают при 500— 600° С и вынимают из печи при 50—60СС. Вместо газовой заварки можно применить электрическую. ... Обработка металлических изделий давлением возможна только благодаря пластичности металлов, т.е. их способности изменять форму и размеры без разрушения. ... Различные металлы и сплавы обладают неодинаковой природной пластичностью и, следовательно, по-разному ведут себя при обработке давлением. Пластичность металлов и сплавов зависит от химического состава, структуры, температуры нагрева, скорости и степени деформации, схемы напряженного состояния и схемы деформации. Чистые металлы имеют более высокую пластичность, чем их сплавы; в последних часто образуются новые структурные составляющие, в том числе химические соединения, присутствие которых может существенно изменить пластичность основного металла; например, сталь с малым содержанием углерода обладает более высокой пластичностью, чем сталь с большим содержанием углерода; чистая медь гораздо пластичнее ее сплава с оловом (бронзы) и т. д. ... Пластичность литого металла ниже пластичности деформированного, что объясняется разной их структурой: в первом случае металл имеет крупнозернистую структуру, во втором — мелкозернистую. ... Скорость деформации при обработке давлением по-разному влияет на пластичность металла. До известного предела увеличение скорости деформации сопровождается понижением пластичности. При дальнейшем увеличении этой скорости пластичность металла возрастает. ... Степень деформации металла, особенно при холодной обработке давлением, определяет возможность осуществления процесса деформирования. Превышение предельной для каждого конкретного случая степени деформации сопровождается нарушением целостности металла (появляются трещины, надрывы и другие дефекты). ... При первой схеме напряженного состояния металл более пластичен, чем при второй. Растягивающие напряжения снижают пластичность металла. ... Деформированное состояние металла характеризуется тремя схемами дарормации (рис. 88,6): по одной оси металл сжимается, по двум другим растягивается; по одной оси металл сжимается, по второй — растягивается, по третьей деформация отсутствует; по двум осям металл сжимается, по третьей растягивается. Чем меньшую роль в схеме деформации играет растяжение, тем большую способность к пластичес; кой деформации проявляет металл. Один и тот же металл может иметь хорошую пластичность при третьей схеме деформации и плохую — при первой. ... Чтобы правильно выбрать режим обработки металла давлением, важно знать совместное влияние перечисленных выше факторов на его пластичность. Для этого разработаны диаграммы зависимости пластичности того или иного металла от температуры, скорости и схемы деформации. По этим диаграммам можно выбрать условия деформации, обеспечивающие максимальную пластичность металла. ... Для получения изделий металлы обрабатывают давлением различными способами: прокаткой, волочением, прессованием, ковкой и штамповкой. ... При прокатке металл обжимают между двумя вращающимися валками прокатного стана (рис. 89в результате чего толщина заготовки уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Прокаткой изготовляют профили круглой и квадратной формл, рельсы, балки, швеллеры, листы, а также другие виды проката. ... а — прокатка; 0 — волочение; е — прессование; г — ковка; д — объемная штамповка; е — листовая штамповка ... Волочением называют процесс протягивания прутка или проволоки через отверстие в волоке (матрице), размеры поперечного сечения которого меньше размеров исходной заготовки (рис. 89,6). Волочение проводят на волочильных станах и используют для получения тонкой и тончайшей проволоки, калибрования прутков и труб круглого и фасонного сечения из стали и цветных металлов. ... В процессе прессования металл выдавливают через круглое или фасонное очко в матрице (рис. 89 ,в), форма и размеры которого определяют форму и сечение прессуемого изделия — прутков, труб и фасонных профилей из цветных металлов и их сплавов, а также сталей. Прессование производят на гидравлических или механических прессах. ... Ковка металла заключается в обжатии заготовки между верхним и нижним бойками (рис. 89,г) с применением разнообразного кузнечного инструмента. Свободной ковкой получают поковки различных размеров простой и сложной формы (валы, шатуны, шестерни и т. д.) на молотах или прессах. ... Для получения изделий металлы обрабатывают давлением различными способами: прокаткой, волочением, прессованием, ковкой и штамповкой. ... При прокатке металл обжимают между двумя вращающимися валками прокатного стана (рис. 89в результате чего толщина заготовки уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Прокаткой изготовляют профили круглой и квадратной формл, рельсы, балки, швеллеры, листы, а также другие виды проката. ... а — прокатка; 0 — волочение; е — прессование; г — ковка; д — объемная штамповка; е — листовая штамповка ... а — прокатка; 0 — волочение; е — прессование; г — ковка; д — объемная штамповка; е — листовая штамповка ... При объемной штамповке (рис. 89,6) предварительно нагретую заготовку деформируют в замкнутой полости штампа, форма и размеры которой определяют форму и размеры получаемой поковки. Горячая объемная штамповка производится на молотах, прессах или горизонтально-ковочных машинах. ... Листовая штамповка (рис. 89,е) состоит в деформации в холодном состоянии листовой исходной заготовки в штампе, имеющем матрицы с прижимным кольцом и пуансон. Этот вид штамповки проводят на специальных штамповочных прессах. ... Исходными материалами для обработки металлов давлением являются слитки или заготовки, различные по размерам сечения и массе. В прокатном производстве применяют обычно стальные слитки массой 3—8 т. Большие слитки (до 300 т) используют на машиностроительных заводах для получения специальных поковок. Слитки цветных металлов обычно имеют массу 50—1000 кг. ... Для разных способов обработки металлов давлением характерны различные схемы напряженного и деформированного состояния. Так, объемная схема с тремя главными напряжениями сжатия имеет место при прокатке, свободной ковке,объемной штамповке и прессовании; объемная схема с двумя главными напряжениями сжатия и одним главным напряжением растяжения — при волочении и листовой штамповке. Схема с одной главной деформацией сжатия и двумя деформациями растяжения имеет место при прокатке узкой полосы на гладкой бочке, прокатке в калибрах, свободной ковке, объемной штамповке; схема с одной главной деформацией сжатия и одной растяжения — при прокатке широкой полосы на гладких валках, прокатке с натяжением, листовой штамповке; наконец, схема с двумя главными деформациями сжатия йодной растяжения — при волочении и прессовании. ... каждого металла имеются определенные температуры, при которых он обладает хорошей пластичностью и минимальным сопротивлением деформации. ... Основанием для правильного выбора температурного режима при обработке давлением является диаграмма состояния сплавов. Так, для углеродистой стали температурный интервал обработки давлением показан на диаграмме состояния системы железо — углерод (рис. 90, зашгрихованЕШя область). После выбора температурного интервала обработки по специальным методикам устанавливают скорость нагрева, время выдержки слитка или заготовки в печи и ... Слитки или заготовки перед их деформацией равномерно нагревают по всему объему. При этом не допускается перегрев или пережог металла. При обработке давлением перегретого металла образуются трещины и рванины. Структуру перегретого металла в ряде случаев можно исправить последующей термической обработкой. Пережог металла приводит к неисправимому браку. ... В регенеративных колодцах тепло отходящих продуктов горения используется для подогрева в регенераторах газа и воздуха перед их сжиганием в колодце. Устройство и работа регенераторов нагревательных колодцев имеют много общего с устройством и работой регенераторов мартеновских печей. ... На рис. 91 показан разрез одной из ячеек рекуперативного колодца для нагрева слитков. Колодец отапливается газом через центральную горелку 6. ... При посадке слитков с колодца снимают крышку 4 подъемным напольным краном. После загрузки слитков колодец закрывают крышкой и в центральную горелку 6 вместе с подогретым в рекуператорах воздухом подают природный газ или реже смесь доменного и коксового газов. Образующееся при горении газов пламя соприкасается со слитками 5 и нагревает их. Продукты горения направляются через боковые каналы 3 ... Нагревательными элементами являются карборундовые желоба /, заполненные нефтяным коксиком. При прохождении через них электрического тока напряжением 115—250 В они нагреваются, находящийся в желобах коксик раскаляется и передает тепло окружающему пространству колодца. Это обеспечивает нагрев слитков. ... Электрические колодцы экономичны. При посадке слитков в печь для нагрева в горячем состоянии расход энергии, выраженной в джоулях, составляет 50—60% расхода тепла, затрачиваемого в пламенных колодцах (при одинаковой температуре посадки). При нормальных условиях работы угар металла в электрических колодцах составляет 0,2—0,3%, в пламенных — 2—2,5%. ... Нагревательными элементами являются карборундовые желоба /, заполненные нефтяным коксиком. При прохождении через них электрического тока напряжением 115—250 В они нагреваются, находящийся в желобах коксик раскаляется и передает тепло окружающему пространству колодца. Это обеспечивает нагрев слитков. ... Электрические колодцы экономичны. При посадке слитков в печь для нагрева в горячем состоянии расход энергии, выраженной в джоулях, составляет 50—60% расхода тепла, затрачиваемого в пламенных колодцах (при одинаковой температуре посадки). При нормальных условиях работы угар металла в электрических колодцах составляет 0,2—0,3%, в пламенных — 2—2,5%. ... |
Необычные свойства обычных металлов
Физические методы исследования металлов и сплавов
Ручная дуговая сварка
Технология металлов и сварка
Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка, резка и пайка металлов
