Конспект лекций ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

 

Институт машиностроения (Завод – ВТУЗ)

 

КРАТОВИЧ Л.Ф.

 

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК

 

Конспект лекций

 

Санкт-Петербург 2011

 

 

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Базовая концепция для выбора материалов заготовок

Работоспособность материалов заготовок обусловливается внешними и внутренними факторами. Внешние факторы (эксплуатационные факторы) – вид нагружения и время (ресурс… Сроки эксплуатации делятся на кратковременные (до 100ч.), ограниченные (100÷10`000ч.), длительные…

Свойства материалов как структурно-чувствительный фактор

Объясняются внутренними факторами (см. выше). Одновременно внешние факторы оказывают воздействия, способствуя движению дислокаций (влияние внешнего… Зависимость свойств от химического состава и структуры носит сложный характер… Конструктивная прочность – сумма критериев, отвечающая за работоспособность материала.

Классификация материалов по обрабатываемости резанием

 

Традиционная классификация

 

Обрабатываемость резанием - это технологическое свойство материала.

Оценивается: производительностью, силой и мощностью резания, скоростью резания, качеством обработанной поверхности и типом образующей стружки.

Количественной оценкой считают величину скорости резания при заданной норме стойкости инструмента (зависит от конструкции (резец, фреза) и устанавливается по предельному состоянию инструмента (износ, скол и т.д.)).

V_T (м/мин), T_H =60 мин (V₆₀); где V_T – скорость резания при данной норме стойкости инструмента.

При классификации материалов по обработки резанием используется коэффициент относительной обрабатываемости – К_v.

K_v =V_T/V_ТЭ , где V_ТЭ – скорость резания эталонного материала. Эталонным материалом выбраны качественные углеродистые стали (сталь 40, 45; низко легированная сталь 40Х – К_v =1.

Ранее существовала сравнительная оценка по обрабатываемости резанием:

1) легкообрабатываемые материалы (латунь, бронза, деформированные сплавы Аl (АК6, Д16), чугуны с твердостью НВ 140…160, МПа∙10^-1, автоматные стали (А12…А40Г, АС40Х));

2) средней обрабатываемости – углеродистые и низколегированные стали, литейные сплавы Аl, чугуны с твердостью НВ160…180;

3) ниже средней обрабатываемости – чугуны с твердостью НВ 180…220, высоколегированные стали (мартенситный класс: 20Х13, 15Х12ВНМФ, 95Х18; аустенитный класс: 07Х16Н6);

4) труднообрабатываемые материалы – высоколегированные стали (аустенитные: 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М3Т), никелевые сплавы (ХН65ВМТЮК, ЖС6К), сплавы тугоплавких металлов (молибдена, ванадия и т.д.).

Примеры значений К_v :

12Х18Н9ТЛ – К_{v ­}= 0,56;

ХН65ВМТЮК – К_v = 0,04.

 

Обрабатываемость резанием зависит от физико-механических свойств и структуры материалов.

V_T = C×λⁿ/S_k^m ,

где λ – теплопроводность;

S_к – истинное сопротивление разрыву;

С – коэффициент.

Таблица 1

 

Влияние механических свойств на К_v

 

Обрабатываемый материал	Механические свойства	Уравнение связи	Степень влияния механических свойств
Цветные сплавы	δ,% ;σв, МПа∙10-1; НВ, МПа∙10-1	Кv =0,4+0,009δ Кv =1,5-0,01 σв Кv =1,4-0,006НВ	Улучшение Ухудшение Ухудшение
Жаропрочные стали	σв, МПа∙10-1	Кv =1,74+200/σв	Ухудшение

 

Заготовки поступающие в механический цех, на входном контроле проверяют по твердости, либо, если она не указывается, по σ_в .

σ_в = К×НВ,

где К=0,3…0,4.

Если металл поступает с завышенной твердостью (предельное значение твердости ≤ НВ 320), выполнятся операция отжиг или высокий отпуск.

 

Таблица 2

 

Механические свойства как режимные параметры обработки резанием

 

Марка стали	Термообработка	НВ, МПа×10-1	σв , МПа
	Отжиг	123…149	450…550
	Отжиг	167…193	590…690
60Г	Отжиг	183…203	640…740
30ХМА	Отжиг	160…183	590…730

 

 

Классификация материалов по ISO

 

ISO P (синяя)

(Сталь)

Группа включает различные стали от углеродистых (нелегированных) до высоколегированных. Обрабатываемость обусловлена твердостью, косвенно содержанием углерода.

 

ISO М (желтая)

(Нержавеющая сталь)

Нержавеющая сталь – С_r >13% . В зависимости от легирования получают различные структурные классы (ферритные, мартенситные, аустенитные классы и смешанные).

При обработке преобладают следующие механизмы разрушения инструмента:

· термический износ;

· проточины;

· наростообразования.

 

ISO К (красный)

(Чугун)

Рассматриваются в группе: серые и ковкие – обрабатываются хорошо. Высокопрочный чугун, чугун с вермикулярным графитом и чугун отпущенный ковкий – относятся к группе средней обрабатываемости.

Ввиду наличия карбида кремния (SiC) преобладает абразивный износ.

 

ISO N (зеленый)

(Цветные сплавы)

Хорошо обрабатываются.

 

ISO S (оранжевый)

(Жаропрочные сплавы)

На основе Ni, Co, Ti, Fe. При обработке преобладает наростообразование на инструменте. Трудно обрабатываются.

 

ISO Н (серые)

Материалы высокой твердости (HRC 45…65). Чугуны с отбеленной поверхностью (НВ 400…600). Трудно обрабатываются.

 

1.3.3.Новая классификация по МС (Material Classification «Sandvik»)

 

Создана для установления взаимосвязи обрабатываемый материал – оптимальный инструмент.

 

Структура кодов МС

Структура классификации такова, что один код МС может отображать несколько свойств и характеристик материала посредством буквенно-цифровой…   Пример 1:

Термическая обработка заготовок

 

Предварительная термическая обработка заготовок

Преимущественно заготовки на механическую обработку поступают после операций предварительной термической обработки. Они выполняются на… Цель: 1) снять внутренние напряжения;

Особенности строения литого и деформированного материала

Литой материал является основой для получения деформированных заготовок (ковкой, прокаткой, штамповкой, прессованием), а также является рабочей… Дефекты литого материала: 1) химическая неоднородность (зональная (по объему) и дендритная (по крупным зернам → дендритам));

Деформируемый металл

 

Основным недостатком является текстура и полосчатость, т.е. волокнистое строение (в направлении максимальной деформации) и раскатанные неметаллические включения, образующие микротрещины (волосовины).

Эти факторы являются причиной анизотропности механических свойств (не одинаковаемости) в продольном, поперечном и высотном направлениях.

 

 

Термическая обработка стальных отливок

Для получения механических и служебных свойств отливок важнейшим фактором является первичная структура металла, которая должна иметь минимальную… Не менее важным является дисперсность дендритной структуры (размерность). Для… Коэффициент ликвации (неоднородности) [1-К]=С* − Сж / Сж .

Особенности термической обработки (ТО) стальных отливок

1. Температуры диффузионного отжига (гомогенизация) и время выдержки устанавливаются выше, чем у деформируемого материала (цель – максимальное… На практике вводится понятие δi – индекс остаточной неоднородности… δi = (Cmax - Cmin)/(Comax - Comin).(В числителе – концентрации iго элемента в конце гомогенизации; в знаменателе…

Особенности термической обработки чугунов

 

«Болезнью» структуры чугунов, особенно серых, является отбеливание (вместо графита, часть структуры состоит из цементита).

Для установления допустимых размеров отбела применяется проба-клин.

 

Рис. 10. Проба-клин:

Бч – белый чугун; Сч – серый чугун; Ц – цементит; Ф – феррит; Г – графит; а – размер отбела.

 

Для каждой марки серых чугунов и толщины отливки экспериментально определяют и регламентируют размер отбела – а, мм.

Например, СЧ40М, толщина стенки отливки 60÷100 мм; а=11÷17 мм.

 

Термическая обработка серого чугуна

· Отжиг для снятия напряжений. Температура 520…560°С. Для мелких отливок с толщиной стенки менее 20 мм – 1,5 ч. Для других – из расчета 1ч. на 25… · Низкотемпературный отжиг, для улучшения обрабатываемости резанием.… · Высокотемпературный отжиг для уменьшения отбела. Выше температуры 830°С; для распада цементита (выдержка от…

Термическая обработка ковкого чугуна

 

Вид металлической матрицы (П, П+Ф, Ф) в ковких чугунах определяется продолжительностью графитизирующего отжига (как и для любого чугуна).

Рис. 11. Схема графитизирующего отжига

 

Такой отжиг применяется для устранения цементита, входящего в состав ледебурита (I стадия), II стадия – для устранения цементита, входящего в состав перлита.

 

Виды термической обработки

 

1) Получение ферритного чугуна из белого чугуна путем полной графитизации.

Примечание: ковкие чугуны получаются из белых чугунов регламентированного состава, по схеме: выплавка в вагранке → переплавка в электро печи → кристаллизация + графитизирующий отжиг.

2) Получение перлитного ковкого чугуна:

а) Закалкой в масле ферритных чугунов + отпуск на требуемую твердость;

б) Ускоренным охлаждением на 2_ой стадии графитизации (рис. 11.).

 

3) Получение обезуглероженного ковкого чугуна.

Структура феррит + остаточный перлит. Отжиг белого чугуна в окислительной среде (под слоем железной руды). Единственный чугун, который хорошо сваривается, и подвергается запрессовке.

 

Термическая обработка высокопрочного чугуна

Таблица 3 Виды ТО высокопрочных чугунов   Вид ТО Назначение Структура (*) Параметры операции исходная …

Термическая обработка отливок цветных сплавов

 

Термическая обработка алюминиевых сплавов

Классификация алюминиевых сплавов построена на системах легирования: Аl – легирующий элемент и делит их на две группы: · Сплавы, не упрочняемые ТО;

Термическая обработка медных сплавов

 

· Литейные латуни (ЛЦ40С) не подвергаются ТО.

· Оловянная бронза (Бр03Ц12С5). ТО: I гомогенизация при температуре 700…750°С + быстрое охлаждение, II – отжиг 550°С. Цель: повышение пластичности, уменьшение дендритной ликвации.

· Алюминиевая бронза (БрА5). ТО: I – гомогонизация при температуре 700…750°С; II – закалка – 980°С + старение 400°С. Цель: повышение твердости до НВ 400.

 

ДЕФОРМИРОВАННЫЕ ЗАГОТОВКИ

 

Технологические процессы обработки металлов давлением (ОМД) основаны на технологической пластичности материалов.

Технологическая пластичность – это способность металла деформироваться без разрушения.

К ОМД относятся:

 

· Прокатка;

· Штамповка;

· Ковка;

· Прессование;

· Волочение;

· Вальцовка.

 

Определение технологической пластичности

Технологическая пластинчатость сплавов обусловлена химическим составом, структурой, температурой, скоростью деформацией и характером напряженного… По величине степени деформации ε (рис. 12.) все металлы делятся на… · Наивысший ε = 0,8…1;

Условие пластичности

Пластичность – это состояние металла при ОМД. Согласно гипотезе Кулона – Треска (условие постоянства τmax) – материал…

Прокатка. Разновидности прокатки

Это процесс деформации металлов вращающимся инструментом – валками. Известны 36 разновидностей прокатки. Наиболее часто встречаемые (рис. 17.):

Прокатные станы и валки

Прокатным станом называется технологический комплекс последовательно расположенных машинных агрегатов. Предназначены для пластической деформации металла в валках, дальнейшей его…  

Производство бесшовных труб

Существует два варианта технологических установок: 1) Установка с пилигримовым станом, в состав которого входят: а) Прошивной стан;

Производство периодического проката

Профили периодического проката применяют: а) в строительстве (арматура); б) как заготовки для горячей объемной штамповки;

Заготовки из проката

В машиностроении применяют следующие виды проката: 1. Товарные заготовки – болванки обжатые (ГОСТ 4692) (блюмсы) и квадратные… 2. Простые сортовые профили общего назначения – круглые (ГОСТ 2590-88), квадратные (ГОСТ 2591-88), шестигранные (ГОСТ…

Приемо-сдаточные испытания деформируемого металла

1. Регламентируют нормы твердости. Твердость стали диаметром или толщиной менее 5 мм не определяется. Определяют σв. 2. На поверхности металла НЕ должно быть раскатанных пузырей, плен, закатов,… Местные дефекты удаляют зачисткой или пологой вырубкой (табл. 7.).

Принцип выбора заготовки из проката для холодной механической обработки резанием

Он базируется на расчетно-аналитическом методе. Не обходимо рассчитать: 1) Zi min – односторонний минимальный припуск на механическую обработку. Z­i min = (Rz + h)i-1 + ∆εi-1 + ∆εi ,

Ковка

 

Вид ОМД, при котором формообразование производится универсальным инструментом:

· Бойки;

· Осадочные плиты;

· Подкладные кольца;

· Прошивни;

 

Возможны варианты совмещения ковки со штамповкой – ковка в подкладных штампах.

Исходные заготовки:

· Кузнечные слитки (при массе поковок свыше 300 кг);

· Блюмсы (при массе поковок 40÷300 кг);

· Прокат сортовой (при массе поковок до 40 кг);

· Непрерывнолитые заготовки (при массе поковок 40÷300 кг).

Продукция – поковки. Оборудование для ковки:

· Пневматические молоты;

· Паровоздушные молоты;

· Гидравлические прессы.

 

Технологичность поковок

Для любых заготовок (деформированных или литых) показателями технологичности являются: Ки.м. = Gд / Gсл (коэффициент использования металла); Кв.т. = Gд / Gпок (коэффициент весовой точности);

Оборудование для ковки. Принцип выбора

· Пневматические молоты и паровоздушные выбираются по массе падающих частей. Масса падающих частей обеспечивает необходимую энергию удара для…  

Нагрев металла (в процессах ОМД)

Термический режим

Цель нагрева: 1. Уменьшить сопротивление металла деформированию (предел текучести); 2. Повысить технологическую пластичность;

Нагрев заготовок (прокат, поковки) под ОМД

Нагрев ведут с максимальным допустимым температурным напором, при этом уменьшается процент угара и допускается большая неравномерность температуры…  

Виды нагревательных устройств в кузнечно-штамповочном производстве

Подвод тепла к металлу делится на: 1. Подвод из вне. Нагрев обеспечивается лучеиспусканием кладки, конвекцией… 2. Генерацию тепла непосредственно в самой заготовки, т.н. электрический нагрев - тепло генерируется либо пропусканием…

Окалинообразование при нагреве слитков и заготовок

При нагреве сталей происходит окисление с образованием окалины. Образуются в начале плотные оксиды Fe2O3, Fe2O4. С повышением температуры…   Меры борьбы с окалиной: легирование хромом, алюминием, никелем, титаном, кремнием которые дают плотные оксиды,…

Проектирование заготовок, изготовляемых ковкой на молотах (ковка, ГОСТ 7829-70)

Стандарт предусматривает классификацию 17 типов поковок, общего наименования и назначения(круглого сечения: с уступами, с фланцами, бруски, валы… Величину припусков (δ) назначают на номинальные размеры деталей из… Предельные отклонения (± ∆/2) устанавливают на номинальный размер поковки.

Горячая объемная штамповка (ГОШ)

Вид обработки металла давлением, заключающейся в принудительном формоизменение заготовки в рабочей полости штампа. Она называется ручей или… Цель ГОШ – повышение точности поковок, получение однородности структуры,… Область применения – крупносерийное и массовое производство.

Проектирование стальных штампованных поковок

(ГОСТ 7505-89)

 

Масса не более 250кг и максимальные габаритные размеры не более 2500 мм.

 

Исходные данные

Помимо основных припусков и допусков на размеры детали при проектировании чертежа поковки учитываются дополнительные отклонения (или допуски… 1. Смещение поверхности разъема штампа; 2. Отклонение от концентричности;

Структура определения припусков и допусков на механическую обработку

Припуск включает в себя основной и дополнительный учитывающий отклонения формы поковки. Они назначаются на одну сторону. Зависят от: 1. Исходного индекса;

ЛИТЫЕ ЗАГОТОВКИ. ФАСОННЫЕ ОТЛИВКИ

 

Литейные свойства сплавов

Производство отливок обусловлена технологическими литейными свойствами сплавов. К литейным свойствам относятся: · Жидкотекучесть; · Усадка;

Технические требования к отливкам

 

Они делятся на общие и специальные.

Ø Общие – точность размеров и массы, шероховатость, механические свойства и качество металлов отливок.

Ø Специальные – герметичность (испытание под высоким давлением до 30 МПа), низким в вакууме (10^-5 Па)), коррозионностойкость и износостойкость, стабильность размеров, декоративность.

 

По условиям применения и в зависимости от объема приемосдаточных испытаний стальные отливки делятся на группы(табл. 22), а чугунные и цветные на категории.

 

 

Таблица 22

Группы стальных отливок (ГОСТ 977-88)

 

Группа	Назначение	Характер отливок
	Отливки общего назначения	Отливки для деталей, конфигурация и размеры которых определяются только конструктивн. и технологич. соображениями
	Отливки ответствен.назначения	Отливки для деталей, рассчитыв. на прочность и работающих при статических нагрузках
	Отливки особо ответствен. назначения	Отливки для деталей, рассчитыв. на прочность и работающих при циклическ. и динамическ. нагрузках

 

Рассмотрим категории отливок из цветных сплавов и чугуна:

Ø Категория I (КТ I).

Отливки, длительно работающие в неблагоприятных условиях, при значительных нагрузках. Индивидуальная дефектоскопия + поштучное испытание механических свойств.

Ø Категория II (КТ II).

Отливки, работающие в нормальных условиях под средними нагрузками. Выборочная дефектоскопия и механические испытания.

Ø Категория III (КТ III). Малонагруженные детали. Механические свойства определяют на отдельно отлитых, под плавки образцах.

Отливка КТ III СЧ20 ГОСТ 1412-85. Испытания твердости на 10% отливок, НВ 170241.

 

В отдельных случаях применяется деление отливок на группы сложности в зависимости от массы, точности и ответственности (например: в каком-нибудь способе получения отливок-по выплавляемым моделям).

 

Точность отливок

Зависит от: · Размеров и точности деталей; · Геометрии и способа литья;

Технологичность конструкции литых заготовок

I Общие требования. Технологичность конструкции – это совокупность свойств, которые проявляются в… Факторы влияющие на технологичность:

Принцип направленного затвердевания отливки (разгрузка термических узлов скопления металла)

 

Определение толщины стенки отливки:

 

, мм;

где l, b, h соответственно длина, ширина и высота отливки=

Если К > 3, то t_{min p} > 20 мм.

Для различных сплавов t_{min p} колеблется от 3÷4 мм (чугуны и бронзы) до 10 и более (сталь, титановые сплавы, без оловянные бронзы).

Если требуется выполнить t < t_{min p} , то можно заменить сплав и применить ребра жесткости. Рациональная толщина стенки должна иметь литейные уклоны, что достигается применением напусков, а также формированием контура стенки, по методу вписанных окружностей.

Сопряжения конструктивных элементов отливки способствуют образованию при заливке формы скопления жидкого металла – термических узлов. Ввиду медленного затвердевания и недостаточного питания в термических узлах локализуются усадочные раковины и рыхлота (рис. 40)

 

 

Рис. 40. Принцип направленного затвердевания отливки: а) не реализован – брак отливки; б) реализован

 

Меры борьбы :

а) реализовать принцип направленного затвердевания по методу вписанных в сечение стенки окружностей. При этом окружность, вписанная в тонкое сечение, должна, постепенно увеличиваясь, "выкатиться" из отливки в прибыль.

б) помимо метода вписанных окружностей, направленность регулируется установкой внешних и внутренних металлических холодильников. Холодильники изготовляют литьем или из проката, перед установкой их подвергают дробеструйной обработке. Покрывают газопроницаемыми термостойкими красками и присыпают песком (рис. 41)

 

 

Рис. 41. Схема расположения плоских (а) и круглых (б) холодильников в термических узлах: 1– отливка; 2– холодильник; 3– стержень ;

 

Коэффициент 0,6 – если холодильники изготовлены из медных сплавов и стали. Если 1,25 – холодильники изготовлены из алюминиевого сплава или графита. Если 0,9 – чугун.

Масса холодильника должна составлять не более 1215% массы захолаживаемого узла.

в) применение в термических узлах формовочной смеси с высокими теплоаккумулирующими свойствами. Состав смеси – графит, корунд (Аl₂О₃), асбестовая крошка, металлическая дробь и хромистый шлак.

 

База измерения

База измерения – это поверхность детали, которая устанавливается на контрольном приспособлении относительно измерителя. Различают базы: 1. Технологические;

Этапы проектирования и освоения литейной технологии

I. Анализ чертежа литой детали. Назначение отливки, технические требования, учитываемые при изготовлении и… II. Разработка чертежа отливки.

Требования к оформлению технологической документации

 

В зависимости от условий производства (единичное, мелкосерийное, среднесерийное, массовое) существует:

· Маршрутное Описание ТП

· Маршрутно-операционное

· Операционное на маршрутных картах (сводный документ).

 

Операционное описание, как сводный документ, включает адресную информацию:

· Номер цеха, участка, рабочего места;

· Наименование операции: перечень документов по операции, оборудованию, трудозатраты.

 

Оформление карты технологического процесса

 

На каждый процесс литья разрабатывают карты технологической информации (КТИ). Где указывают номер чертежа детали, массу отливки, массу жидкого сплава на отливку и литниковую систему, марку сплава, состав шихты (смесь для выплавки сплава), температура заливки, режим охлаждения отливки, термообработка, способ изготовления формы, содержание операции с указанием инструмента, оборудование, правило контроля первой отливки, норма времени и разряд работы.

Помимо КТИ составляются карты эскизов. Чертеж отливки выполняется на копии чертежа детали, при этом указываются:

· Синий → плоскость разъема модели и формы, контуры стержня;

· Красный → литниковая система;

· Зеленый → холодильник;

· Красный → припуск + напуск;

· Коричневый → линия разъема объемных частей модели.

Также наносят: литейные уклоны, направления набивки.

 

Комплект технологических документов по ГОСТ 3.140-85

· Титульный лист ГОСТ 3.1105-84; · Маршрутная карта ГОСТ 3.1118-82; · Карта эскизов (рис. 44);

Особенности производства отливок с учетом фактора технологичности применяемого сплава

· Отливки из серого чугуна. Наиболее технологичны по литейным свойствам сплава (низкая усадка, высокая… Необходимо учитывать при конструировании тонких стенок (t = 3 мм) возможность отбеливания структуры (образование…

Дефекты отливок

Ø Причины возникновения. Нетехнологичность конструкции детали и не овершенство технологического… · Дефекты I группы:

Контроль качества отливок

Цель – выявление дефектов и определения размеров и шероховатости поверхности, механических свойств, структуры. Контролю подлежат: а) Готовая продукция;

Исправление дефектов отливок

Количественно дефекты регламентируются техническими условиями. Для снижения процента брака допускается исправление дефектов с последующим повторным… Средства исправления: заварка, механическая отделка, установка заглушек,… Ø Заварка отливок:

Заварка чугунных отливок

Варианты: · Газовая заварка с чугунной присадкой; · Ручная дуговая сварка со стальным электродом, без подогрева;

Классификация способов литья

 

Классификация построена на точности изготовляемых отливок. Делятся на:

· обычные способы литья;

· специальные способы литья высокой точности (рис. 45.).

 

 

Рис. 45. Классификация способов литья

 

Подвод житного металла в литейную форму

 

Используется литниковая питающая система, в состав которой входят:

· литниковая чаша;

· стояк;

· шлакоуловитель;

· питатель;

· литниковый ход;

· выпор;

· усадочные питатели;

· прибыли.

 

Металл подводится в литейную форму:

1) снизу сифоном – общая литниковая система для заливки нескольких (несколько десятков) литейных форм;

2) сбоку по высоте с частичным падением металла;

3) сверху со свободным падением металла – плохо, ввиду размыва формы;

4) комбинированный подвод. Сечение элементов литниковой системы рассчитывается в зависимости от расхода жидкого металла – от меньших размеров в начале, до больших в конце заливки.

 

Изготовление отливок в песчано-глинистых формах

 

Изготовление разовых песчаных форм называется формовкой. Операции формовки:

· уплотнение формовочной смеси;

· устройство вентиляционных каналов и элементов питания жидким металлом;

· извлечение модели отливки и модели литниковой системы, отделка и сборка формы с установкой стержней.

 

Существует два способа формовки в зависимости от состава песчано-глинистой смеси:

а) формовка посырому;

б) формовка посухому.

Различие составов: в зернистости песка, содержании глины, свойств смеси: газопроницаемости, влажности, прочности на сжатие; содержании свежих компонентов (песок, глина) и наличии добавок.

 

Технологические возможности способа литья в песчано-глинистых формах

 

· G_отл = 0,25÷250000 кг;

· чугун t_мин = 3÷5; сталь t_мин = 5÷8; сплавы цветных металлов t_мин = 3÷8;

· D (L, H)_max ≤ 10000 мм;

· квалитет IT 12÷14 ГОСТ 25346-89;

· коэффициент использования металла К_им ≤ 0,6.

 

Формовочные и стержневые смеси

Формовочные материалы делятся на: · основные (песок, глина и связующие); · вспомогательные (мазут, уголь).

Технология изготовления крупных корпусных отливок

Рис. 46. Технология изготовления отливки корпуса нагнетателя:

а – литейная форма; б – отливка после выбивки из формы

 

Специальные способы литья

Литье в оболочковые формы

Состав смеси: мелкокристаллический кварцевый песок + связующее – фенолформальдегидная смола (5÷8%), т.е. сыпучая песчано-смоляная смесь. Оборудование – машины бункерного типа с поворотом на 180º. Используется… Последовательность операций – в бункер засыпается формовочная смесь, устанавливается подмодельная плита, включается…

Литье по выплавляемым моделям

Это способ литья в разовые формы. По чертежу отливки изготавливают металлические, графитовые или гипсовые пресс-формы. Материал модели: парафин +… Заливка легкоплавкого состава в пресс-форму, получение модели. Изготовление… Основные характеристики:

Литье в кокиль

Кокиль – металлическая постоянная форма. Литье в кокиль (ЛК) используют при изготовлении фасонных отливок со сложным внутренним контуром… а) по степени сложности отливок – разъемные (с одной – и несколькими… б) по числу одновременно получаемых отливок – одно- и многоместные;

Непрерывное литье

Непрерывное литье – это способ получения протяженных отливок путем непрерывной подачи расплава в форму и вытягивания из нее затвердевшей части… Вертикальное литье обычно применяется для получения слитков и труб. При… Расплавленный металл из печи или ковша поступает в кристаллизатор, представляющий собой охлаждаемую водой…

Литье под давлением

Литье с направленной кристаллизацией (ЛНК) рабочих лопаток газовых турбин

 

 

 

Сравнительный анализ способов литья

Сравнительные показатели различных способов литья показаны в табл. 24.   Таблица 24