Техника работы с чугуном

Краткая характеристика современного металлургического производства, его структура, основные виды продукции и перспективы развития. Технология изготовления отливок из серого чугуна в сырую песчаную форму вручную. Этапы изготовления поковок ковкой.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 17.03.2012
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Приведите краткую характеристику современного металлургического производства. Опишите его структуру, основные виды продукции и перспективы развития.

Металлургией стали называется наука о способах получения стали в количествах, имеющих промышленное значение.

Сталью называется деформируемый сплав железа с углеродом и другими элементами. В состав стали, как правило, входят углерод, марганец, кремний, сера, фосфор. При получении стали со специальными свойствами в металл вводят легирующие добавки: хром, никель, молибден, вольфрам, медь, ниобий, ванадий и др., а также в увеличенных количествах марганец и кремний.

Получение железа в чистом виде является трудоемким и дорогим процессом. Механические свойства, в частности прочность, у стали значительно выше, чем у чистого железа. Железо в чистом виде - материал дорогой и его используют только для специальных целей. Обычно в технике и в быту применяют сталь.

Основной примесью, входящей в состав стали, является углерод. Он в значительной мере определяет свойства стали и по его содержанию железоуглеродистые сплавы делят на сталь и чугун.

При содержании углерода ниже 1,7-2% сплав железа с углеродом называют сталью, выше - чугуном (от 1,7% до 2,8-3% С - сталистые чугуны, выше 3% - обычные чугуны). Сталь обладает высокой пластичностью при высоких температурах, способна при нагреве коваться, прокатываться. Чугун этими свойствами не обладает. Имея температуру плавления, значительно меньшую, чем сталь, чугун обладает хорошими литейными качествами и широко применяется в литейном производстве. В настоящее время выплавляют стали, содержащие углерода, как правило, не более 1,2%, и чугуны с 3,5 - 4,5% С.

Производство чугуна. рошедшие предварительную подготовку руды подаются вместе с коксом, расход которого составляет около 50% от массы выплавляемого чугуна, в доменную печь. Доменные печи относятся к разряду шахтных печей и работают по принципу противотока. Шихта (руда, кокс и, если необходимо, известь) подается сверху и по мере плавления руды и выгорания кокса опускается вниз, а воздух наоборот вдувается в нижнюю часть печи и перемещается вверх, навстречу шихте.

Продуктами доменного производства являются передельные чугуны, содержащие 3,5 - 4,5% С и 0,5 - 1,3% Si, литейные чугуны, отличающиеся более высоким содержанием кремния (0,8 - 3,6%), ферромарганца (75 - 85%) и ферро - силиция (19 - 92%). Кроме того, ценными побочными продуктами являются доменные шлаки и газ.

Одним из главных показателей работы доменных печей принято считать коэффициент использования полезного объема.

Производство стали. Сталь - это сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14%.

Наиболее распространенные печи, применяемые для производства стали: мартеновские, конверторные, электродуговые, индукционные.

Мартеновская печь построена в середине ХIХ в. и с тех пор ее конструкция не претерпела принципиальных изменений. Она отапливается газом или мазутом. Температура факела достигает 1800є С. Современные мартеновские печи имеют емкость свыше 500 т при глубине ванны более 1 м.

Кислородно-конвертерный способ выплавки стали считается более прогрессивным, так как он создает высокий перегрев расплава, а продолжительность цикла не превышает одного часа. Конвертерное производство характеризуется высокой производительностью, не требует топлива, так как разогрев идет за счет экзотермических реакций горения Si, Mn и С, позволяет перерабатывать лом и получать легированные стали, но оно привязано к доменному цеху, не гарантирует стабильного от плавки к плавке состава стали и отличается от других способов выплавки стали высокими потерями металла на угар.

Электродуговые печи обеспечивают низкий угар легирующих элементов и высокий перегрев расплава, необходимый для растворения ферросплавов. Поэтому они нашли широкое применение для выплавки сталей специального назначения, таких как инструментальные, нержавеющие, жаропрочные и т.д.

На машиностроительных заводах широкое применение для выплавки стали находят и тигельные индукционные печи. Разогрев и плавление шихты осуществляется за счет токов Фуко, возникающих в ней при подаче на индуктор тока высокой частоты от лампового или машинного генератора. Образующийся на поверхности расплавленного металла шлак имеет низкую температуру и высокую вязкость, что затрудняет проведение металлургических операций. Поэтому печи этого типа применяются для расплавления твердой шихты, а не для переработки чугуна в сталь.

После завершения плавки жидкую сталь выливают в ковши и подают на разливку в изложницы или на установки непрерывной разливки стали (УНРС).

Для разливки чаще всего используются стопорные ковши, сварной массивный кожух которых выкладывается огнеупорным шамотным кирпичом. Специальный стопор, представляющий собой штангу с нанизанными на нее цилиндрами из шамота, закрывает отверстие в днище ковша.

Подготовка производства состоит из следующих этапов: 1) анализ исходных данных; 2) разработка технологического процесса плавки; 3) разработка технологических процессов литья в различные формы; 4) проектирование специальных инструментов, приспособлений и технологического оборудования; 5) изготовление специальных инструментов, приспособлений и оборудования; 6) внедрение технологического процесса.

Литейное производство состоит из отдельных производственных единиц, называемых цехами, службами и хозяйствами. Цехи завода разделяются на основные, вспомогательные и побочные.

Основные цехи (литейные цеха) работают непосредственно над созданием промышленной продукции.

Производственные службы и хозяйства подразделяются на складские, энергетические, транспортные, санитарно-технические и общезаводские.

Органы управления предприятием осуществляют организацию производственного процесса и его контроль, обеспечивают разработку технической документации и технологической оснастки, бухгалтерский учет, сбыт готовой продукции и др.

В составе металлургической промышленности комплекс предприятий по добыче и обогащению руд черных и цветных металлов, нерудных материалов, по производству чугуна, стали, проката, труб стальных, метизов, ферросплавов, огнеупоров, кокса, алюминия, меди, никеля, кобальта, свинца, цинка, олова, сурьмы, ртути, вольфрама, молибдена, ниобия, тантала, редкоземельных металлов, обработке цветных металлов (алюминия, титана, магния, тяжелых цветных металлов), по производству твердосплавной, углеродной, полупроводниковой продукции, по переработке ломов и отходов, производству ряда видов химической продукции, большой комплекс предприятий вспомогательного назначения, а также научно-исследовательские и проектные организации.

Новные тенденции развития металлургического комплекса России в последние годы соответствуют в определенной степени общемировым. Важнейшие из них:

- постоянный рост объемов производства и потребления металлопродукции;

- увеличение объемов экспортно-импортных операций в стоимостном выражении;

- ресурсосбережение и снижение экологического воздействия на фоне мирового повышения стоимости энергоресурсов и требований к охране окружающей среды;

- выход предприятий отрасли на IPO;

- приобретение компаниями активов смежных металлопотребляющих отраслей и объектов инфраструктуры (энергетические мощности, порты и т.д.);

- повышение качественных характеристик продукции и совершенствование ее сортамента;

- укрупнение компаний-производителей и выход их за пределы своих стран в русле глобализации мировой экономики.

В различных промышленно развитых странах на отдельных заводах ежегодно создаются новые варианты конструкций агрегатов для обработки жидкой стали с целью повышения ее качества, появляются новые процессы и разновидности уже существующих процессов.

Появление тех или иных новых способов производства стали и методов, обеспечивающих повышение ее качества, проходят во времени и многие способы (и старые, и новые) существуют одновременно.

2. Опишите технологию изготовления отливок из серого чугуна в сырую песчаную форму вручную: а) сущность процесса и области применения; б) примерный состав и свойства формовочных и стержневых смесей и процессы их приготовления; назначение модельного комплекта и опочной оснастки; последовательность изготовления литейной формы, заливки ее металлом, выбивки отливки, обрубки и очистки ее; в) эскизы литейной формы, модели и стержневого ящика

Серый чугун, который широко применяют для изготовления корпусных деталей, является хорошим конструкционным материалом с низкой стоимостью, обладающим хорошими литейными свойствами и обрабатываемостью резанием. Из серого чугуна марок СЧ15, СЧ20 получают корпусные детали металлорежущих станков, сельскохозяйственных машин, центробежных насосов, редукторов и многие другие изделия. Для изготовления деталей автомобильных и тракторных двигателей, которые должны обладать повышенной прочностью, применяют отливки из серого чугуна марок СЧ25, СЧ30.

Изготовление отливок из чугуна. Примерно 75% (по массе) всех изготавливаемых в машиностроении отливок получают из чугуна. Этому способствует самая низкая среди всех литейных сплавов стоимость чугуна, его сравнительно высокая прочность и хорошие литейные свойства.

Серый чугун является наиболее распространенным материалом для изготовления отливок. Он имеет высокую жидкотекучесть, позволяющую получать отливки с толщиной стенки 3…4 мм, малую усадку (0,9…1,3%), обеспечивающую получение отливок без усадочных раковин, пористости и трещин. Преобладающее количество отливок из серого чугуна изготавливают в песчаных формах, как правило, без применения прибылей. Отливки типа тел вращения (трубы, гильзы, втулки и др.) изготавливают центробежным литьем.

При увеличении толщины стенок от 15 до 150 мм прочность и твердость чугуна уменьшается почти в 2 раза. Понижение прочности отливок с увеличением их массы объясняется снижением скорости охлаждения при их изготовлении. В результате образуется более грубая структура, в которой размеры графитных пластин больше, чем в структуре тонкостенных отливок.

Литьё в песчаные формы - дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80% по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее - деревянная, в настоящее время часто используются пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования), копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком или формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия - литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему (обычно это обрубка), удаляют облой и проводят термообработку.

Для изготовления отливок служит литейная форма, которая представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка.

Литейные формы изготовляют как из неметаллических материалов (песчаные формы, формы изготовляемые по выплавляемым моделям, оболочковые формы) для одноразового использования, так и из металлов (кокили, изложницы для центробежного литья) для многократного использования.

Изготовление отливок в песчаных формах

Литье в песчаные формы является самым распространенным способом изготовления отливок. Изготавливают отливки из чугуна, стали, цветных металлов от нескольких грамм до сотен тонн, с толщиной стенки от 3…5 до 1000 мм и длиной до 10000 мм.

Сущность литья в песчаные формы заключается в получении отливок из расплавленного металла, затвердевшего в формах, которые изготовлены из формовочных смесей путем уплотнения с использованием модельного комплекта.

Литейная форма обычно состоит из верхней 1 и нижней 2 полуформ, которые изготавливаются в опоках 7, 8 - приспособлениях для удержания формовочной смеси. Полуформы ориентируют с помощью штырей 10, которые вставляют в отверстия ручек опок 11.

Для образования полостей отверстий или иных сложных контуров в формы устанавливают литейные стержни 3, которые фиксируют посредством выступов, входящих в соответствующие впадины формы (знаки).

Литейную форму заливают расплавленным металлом через литниковую систему.

Основными элементами являются: литниковая чаша 5, которая служит для приема расплавленного металла и подачи его в форму; стояк 6 - вертикальный или наклонный канал для подачи металла из литниковой чаши в рабочую полость или к другим элементам; шлакоуловитель 12, с помощью которого удерживается шлак и другие неметаллические примеси; питатель 13 - один или несколько, через которые расплавленный металл подводится в полость литейной формы.

Для вывода газов, контроля заполнения формы расплавленным металлом и питания отливки при ее затвердевании служат прибыли или выпор 4. Для вывода газов предназначены и вентиляционные каналы 9.

Приготовление формовочных и стержневых смесей

Для приготовления смесей используются природные и искусственные материалы.

Песок - основной компонент формовочных и стержневых смесей.

Обычно используется кварцевый или цирконовый песок из кремнезема.

Глина является связующим веществом, обеспечивающим прочность и пластичность, обладающим термической устойчивостью. Широко применяют бентонитовые или каолиновые глины.

Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок используют противопригарные материалы: для сырых форм - припылы; для сухих форм - краски.

В качестве припылов используют: для чугунных отливок - смесь оксида магния, древесного угля, порошкообразного графита; для стальных отливок - смесь оксида магния и огнеупорной глины, пылевидный кварц.

Противопригарные краски представляют собой водные суспензии этих материалов с добавками связующих.

Смеси должны обладать рядом свойств.

Прочность, Поверхностная прочность (осыпаемость), Пластичность, Податливость, Текучесть, Термохимическая устойчивость или непригарность, Негигроскопичность, Долговечность

Приготовление формовочных смесей

Сначала подготавливают песок, глину и другие исходные материалы. Песок сушат и просеивают. Глину сушат, размельчают, размалывают в шаровых мельницах или бегунах и просеивают. Аналогично получают угольный порошок.

Подготавливают оборотную смесь. Оборотную смесь после выбивки из опок разминают на гладких валках, очищают от металлических частиц в магнитном сепараторе и просеивают.

Приготовление формовочной смеси включает несколько операций: перемешивание компонентов смеси, увлажнение и разрыхление.

Перемешивание осуществляется в смесителях-бегунах с вертикальными или горизонтальными катками. Песок, глину, воду и другие составляющие загружают при помощи дозатора, перемешивание осуществляется под действием катков и плужков, подающих смесь под катки.

Готовая смесь выдерживается в бункерах-отстойниках в течение 2…5 часов, для распределения влаги и образования водных оболочек вокруг глинистых частиц.

Готовую смесь разрыхляют в специальных устройствах и подают на формовку.

Стержневая смесь

Стержневые смеси соответствуют условиям технологического процесса изготовления литейных стержней, которые испытывают тепловые и механические воздействия. Они должны иметь боле высокие огнеупорность, газопроницаемость, податливость, легко выбиваться из отливки.

Приготовление стержневых смесей осуществляется перемешиванием компонентов в течение 5…12 минут с последующим выстаиванием в бункерах.

В современном литейном производстве изготовление смесей осуществляется на автоматических участках.

Модельный комплект

Модельный комплект - приспособления, включающие литейную модель, модели литниковой системы, стержневые ящики, модельные плиты, контрольные и сборочные шаблоны.

Литейная модель - приспособление, с помощью которого в литейной форме получают отпечаток, соответствующий конфигурации и размерам отливки.

Применяют модели разъемные и неразъемные, деревянные, металлические и пластмассовые.

Размеры модели больше размеров отливки на величину линейной усадки сплава.

Модели деревянные (сосна, бук, ясень), лучше изготавливать не из целого куска, а склеивать из отдельных брусочков с разным направлением волокон, для предотвращения коробления.

Для лучшего удаления модели из формы ее окрашивают: чугун - красный, сталь - синий.

Металлические модели характеризуются большей долговечностью, точностью и чистой рабочей поверхностью. Изготавливаются из алюминиевых сплавов - легкие, не окисляются, хорошо обрабатываются. Для уменьшения массы модели делают пустотелыми с ребрами жесткости.

Модели из пластмасс устойчивы к действию влаги при эксплуатации и хранении, не подвергаются короблению, имеют малую массу.

Стержневой ящик - формообразующее изделие, имеющее рабочую полость для получения в ней литейного стержня нужных размеров и очертаний из стержневой смеси. Обеспечивают равномерное уплотнение смеси и быстрое извлечение стержня. Изготавливают из тех же материалов, что и модели.

Изготовление стержней может осуществляться в ручную и на специальных стержневых машинах.

Модельные плиты формируют разъем литейной формы, на них закрепляют части модели. Используют для изготовления опочных и безопочных полуформ.

Изготовление литейных форм

Основными операциями изготовления литейных форм являются: уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вентиляционных каналов для вывода газов из полости формы; извлечение модели из формы; отделка и сборка формы.

Формы изготавливаются вручную, на формовочных машинах и на автоматических линиях.

Ручная формовка применяется для получения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства, в ремонтном производстве, для крупных отливок массой 200…300 тонн.

Приемы ручной формовки: в парных опоках по разъемной модели; формовка шаблонами; формовка в кессонах.

Изготовление стержней

Изготовление стержней осуществляется вручную или на специальных стержневых машинах из стержневых смесей.

Изготовление стержней включает операции: формовка сырого стержня, сушка, окраска сухого стержня. Если стержень состоит из нескольких частей, то после сушки их склеивают.

Ручная формовка осуществляется в стержневых ящиках. В готовых стержнях выполняют вентиляционные каналы. Для придания стержням необходимой прочности используются арматурные каркасы из стальной проволоки или литого чугуна.

Готовые стержни подвергаются сушке при температуре 200…230 0С, для увеличения газопроницаемости и прочности. Во время сушки из стержня удаляется влага, частично или полностью выгорают органические примеси

Часто стержни изготавливают на пескодувных машинах. При использовании смесей с синтетическими смолами, стержни изготавливают в нагреваемой оснастке.

Изготовление стержней из жидкостекольных смесей состоит в химическом отверждении жидкого стекла путем продувки стержня углекислым газом.

Сборка литейной формы включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль отклонения размеров основных полостей формы; установку верхней полуформы по центрирующим штырям.

Заливка форм расплавленным металлом осуществляется из ковшей чайникового, барабанного и других типов. Важное значение имеет температура расплавленного металла. Целесообразно назначать ее на 100…150 0C выше температуры плавления: низкая температура увеличивает опасность незаполнения формы, захвата воздуха, ухудшения питания отливок; при высокой температуре металл больше насыщен газами, сильнее окисляется, возможен пригар на поверхности отливки.

Заливку ведут непрерывно до полного заполнения литниковой чаши.

Охлаждение, выбивка и очистка отливок

Охлаждение отливок до температуры выбивки длится от нескольких минут (для небольших тонкостенных отливок) до нескольких суток и недель (для крупных толстостенных отливок). Для сокращения продолжительности охлаждения используют методы принудительного охлаждения:

а) обдувают воздухом,

б) при формовке укладывают змеевики, по которым пропускают воздух или воду.

Выбивка отливки - процесс удаления затвердевшей и охлажденной до определенной температуры отливки из литейной формы, при этом литейная форма разрушается. Осуществляют на специальных выбивных установках. Форма выталкивается из опоки выталкивателем на виброжелоб, по которому направляется на выбивную решетку, где отливки освобождаются от формовочной смеси. Выбивку стержней осуществляют вибрационно-пневматическими и гидравлическими устройствами.

Обрубка отливок - процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов по месту сопряжения полуформ.

Осуществляется пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пилами, при помощи газовой резки и на прессах.

После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки выпоров и литников. Выполняют зачистку маятниковыми и стационарными шлифовальными кругами, пневматическими зубилами.

Очистка отливок - процесс удаления пригара, остатков формовочной и стержневой смесей с наружных и внутренних поверхностей отливок.

Осуществляется в галтовочных барабанах периодического или непрерывного действия (для мелких отливок), в гидропескоструйных и дробеметных камерах, а также химической или электрохимической обработкой.

Литейная форма

Стержневой ящик

Литейная модель

3. Опишите технологию изготовления поковок ковкой: а) сущность процесса и область применения ковки; влияние ковки на структуру и механические свойства металла; б) виды исходных заготовок для изготовления поковок и принцип их выбора; в) эскизы и основные операции, применяемый инструмент и оборудование.

Поковки изготавливают ручной и машинной ковкой, или иначе говоря молотовым и прессовым способами.

Ковка осуществляется ударами молота или давлением пресса. Ковку применяют для изготовления мелких и крупных поковок, простой и сложной формы, не имеющих точных размеров и достаточно качественной поверхности. Большинство изготавливаемых поковок подвергается дальнейшей обработке на металлорежущих станках.

Используемые материалы: углеродистые стали, легированные стали, алюминий, латунь, титан и т.д.

Ковка делится на горячую и холодную. При использование технологии горячей ковки металл разогревают до 1000°С, затем давлением ему придается требуемая форма. При холодной ковке воздействие на металл происходит без предварительного нагрева.

Процесс ковки не только изменяет форму металла, но и улучшает его структуру и механические свойства. Во время ковки измельчаются и уплотняются зерна металла, устраняются внутренние раковины и пузыри.

При ручной ковке деформация металла достигается путем последовательных ударов инструментом по металлу, установленному на опорной площади наковальни. Данный способ применяется редко, в основном для единичного производства и для изготовления мелких поковок при ремонтных работах. Как правило ручная ковка применяется для изготовления поковок весом до 8 кг, она отличается низкой производительностью и необходимостью высокой квалификации кузнеца.

Наибольшее применение получила машинная ковка, при которой деформация заготовки достигается путем воздействия молота или пресса. Исходным материалом при машинной ковке является прокат, слитки и специальные катанные и кузнечные заготовки.

Применение ковки для изготовления заготовок является наиболее экономичным способом. В массовом производстве преимущественно применяется ковка в штампах, а мелкосерийном и единичном - свободная ковка.

Ковкой изготавливаются поковки для деталей типа валов паровых и гидравлических турбин, гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов, цилиндров и колонн гидравлических прессов, и т.д.

Таким образом, поковки - это один из самых недорогих способов получения деталей, при это не требующих дополнительной механической обработки. Иногда не предприятиях практикуется нанесение полимерного покрытия на поковки. Это позволяет уберечь детали от коррозии и, тем самым, продлить срок их службы. Для того, чтобы поковки были действительно качественными, используете индивидуально изготовленную штамповую оснастку, которая застрахует вас от неточностей и брака. Макисмально подвергающимися ковке материалами считаются медные сплавы (бронза, латунь), сталь, титан.

Влияние ковки на структуру и на механические свойства металла

При ковке изменяются макроструктура и механические свойства металла. Эти изменения в основном зависят от следующих причин: 1) температурных условий ковки; 2) степени уковки; 3) от способа ковки; 4) химического состава стали.

Под влиянием ковки структура металла изменяется в двух противоположных направлениях. При ковке слитка структура принимает волокнистое (полосчатое) строение. Образование волокнистой структуры характеризуется тем, что при ковке слитка ликвационные зоны, газовые пузыри, шлаковые включения и т.п., а при низкой температуре и зерна стали (дендриты), вытягиваются в направлении течения металла. Крупнозернистое строение слитка превращается в мелкозернистое вследствие раздробления кристаллов под ударами молота или под давлением пресса.

При ковке прокатанного металла происходят другие структурные изменения металла. Зерна изменяются меньше, так как они уже частично разрушены в процессе прокатки. В отличие от прокатки ковка дает более перепутанные волокна металла. Поэтому, как правило, механические свойства прокованного металла лучше, чем механические свойства прокатанного металла.

Одновременно с изменением кристаллов ковкой при высоких температурах зерна растут, так как создаются условия для объединения мелких зерен в крупные. Явление роста зерен, т.е. объединение мелких зерен в крупные, называется собирательной рекристаллизацией. Зерна растут тем больше, чем выше температура ковки.

Собирательная рекристаллизация понижает сопротивляемость металла деформации. Следовательно, ковать металл надо при температуре, которая способствует росту зерен (рекристаллизации), а кончать ковку следует при температуре, при которой не происходит рекристаллизации металла. Это обеспечит получение поковки, состоящей из мелких зерен с повышенными механическими свойствами.

Из сказанного можно сделать вывод о том, что структура металла, а вместе с нею и механические свойства поковки зависят от измельчения зерен вследствие их деформации и рекристаллизации.

Структура металла зависит также и от степени укова (во время вытяжки). Уковом называется отношение поперечного сечения заготовки к площади поперечного сечения поковки. Чем больше уков (т.е. величина вытяжки), тем мельче зерно и более резко выражена полосчатая структура поковки. Уков слитка принимают больше, чем уков прокатанной заготовки. Величина минимального укова для углеродистых сталей на гладких частях 3,0; на фланцах и выступах 1,75; для легированных сталей на гладких частях 2,0; на фланцах и выступах 1,5. При ковке поковок из слитка уков по гладкому участку берется 3-4, а по-фланцу и выступу 1,5-1,75.

При ковке слитка разрушаются крупные кристаллы, металл уплотняется за счет возмещения пустот, имеющихся в слитке, и заваривания пузырей, тогда как кристаллическая структура металла сортовой катаной заготовки уже разрушена во время прокатки. Чем выше температура нагрева металла перед ковкой, тем больше должен быть уков.

При укове сверх нормального имеет место улучшение механических свойств вдоль вытяжки ухудшение их в поперечном направлении.

На механические свойства поковок влияют также способы их изготовления. Одну и ту же деталь можно изготовить разными способами и получить при этом поковки, обладающие различными механическими свойствами. Необходимо стремиться изготовлять поковку так, чтобы не перерезать волокна металла.

Вал, изготовленный изгибанием, будет иметь одинаковые механические свойства во всех частях (шейке и щеках), так как волокна не перерезаны и тянутся вдоль всего вала. Волокна вала, изготовленного вырубкой, перерезаны. Поэтому механические свойства этого вала будут хуже, чем вала, изготовленного при помощи изгибания

Эскизы поковки

При разработке чертежа поковки различают:

исходную деталь - деталь, разработанную конструктором и подлежащую изготовлению;

условную деталь - деталь, составленную из нескольких исходных деталей, с учетом припуска на их разрезку;

поковку после обдирки - деталь, на которую назначены припуски на термическую обработку, для механических испытаний, а также на захват при термообработке в вертикальных печах;

поковку без напусков - поковку после обдирки, на которую назначены припуски только на механическую обработку;

технологическую поковку - поковку, созданную на основе чертежа поковки, после ее обдирки, для последующего получения поковки на прессе или молоте с проверкой соответствия ее отдельных элементов (высоты уступов, впадин, длины ступеней и т.д.) требованиям ГОСТа;

оптимальную поковку - один из вариантов технологической поковки после корректировки ее размеров с учетом конкретных технологических возможностей предприятия (оборудования, инструмента, оснастки) и обеспечения минимального расхода металла.

В настоящее время основные типы технологических поковок, величина их кузнечных напусков, припусков и допусков регламентируются ГОСТами 7062-90 и 7829-90. Для случаев, не предусмотренных этими стандартами, конфигурацию поковок, величину напусков, припусков и допусков на практике обычно устанавливают в соответствии с отраслевыми стандартами или заводскими нормалями.

Основу ГОСТа 7062-90 и ГОСТа 7829-90 составляет классификация основных типов поковок на группы с учетом конструктивно-технологического признака деталей.

Классификация основных типов поковок, изготавливаемых на прессах в соответствии с требованиями ГОСТа 7062-90, приведена в табл. 1.1. Там же указаны номера таблиц этого ГОСТа, используемых при назначении соответствующих величин припусков и допусков:

отливка чугун металлургический поковка

припуск - предусмотренное превышение размеров поковки против номинальных размеров детали или предварительно ободранной заготовки, обеспечивающее после обработки резанием требуемые чертежом размеры детали и чистоту ее поверхности;

допуск - разность между наименьшим и наибольшим предельными размерами поковки.

Величины припусков и допусков назначаются индивидуально для каждой конкретной детали в зависимости от ее конфигурации, габаритных размеров и их соотношения.

При разработке чертежа поковки необходимо стремиться получить поковку рациональной формы, при которой технология ковки существенно упрощается; это достигается назначением напусков:

напуск - увеличение припуска, упрощающее конфигурацию заготовки ввиду невозможности или нерентабельности изготовления поковки по контуру детали.

При конструировании поковок типа валов с уступами, выступами, выемками, буртами, фланцами большое практическое значение имеет назначение следующих напусков:

уступ - участок поковки с меньшим поперечным сечением, чем смежный с ним участок; для поковок типа вала величина уступа выражается полуразностью диаметров смежных участков;

выступ - участок поковки с большим поперечным сечением, чем смежный с ним участок;

выемка - участок поковки, диаметр или сторона которого меньше диаметра или сторон двух смежных с ним участков;

бурт - неконцевой участок поковки увеличенного поперечного сечения, у которого длина равна или меньше 0,3 D или 0,3 В (D - диаметр бурта, В-большая сторона прямоугольника);

фланец - концевой участок вала увеличенного диаметра или стороны прямоугольника, у которого / < 0,3 D или / < 0, ЗЯ (D - диаметр фланца. Я - наибольшая сторона прямоугольника).

Поковка получается при воздействии на материал специальных агрегатов. Суть воздействия - давление, которое влечет за собой придание формы за счет деформации. Поковка производится при помощи следующих агрегатов, осуществляющих давление на материал и сжатие материала:

· молот,

· пресс,

· горизонтально-ковочная машина,

· раскаточная машина,

· ковочные вальца.

Для придания поковке определенной формы используется штамп, который помогает создать поковку заданной конфигурации и размера. В зависимости от задач, которые будет выполнять изделие, задаются размеры для штампа.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.