Способы литья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Открытое акционерное общество «Ордена Трудового Красного Знамени завод «Дальдизель»» - ОАО завод «Дальдизель» является единственным предприятием на Дальнем Востоке, изготавливающим главные судовые дизели модификаций 6ЧСП 18/22 и 6ЧСНП мощностью от 150 до 600 л.с. и дизель-генераторы ДГРА (100/750, 160/750, 200/750) для судов речного, морского и рыбопромыслового флотов.

Основным способом изготовления частей дизелей - является литье. Этот способ является наиболее простым и дешевым.

1. Информация об участке цветного литья

В литейном цеху завода «Дальдизель» есть участок цветного литья.

На этом участке установлены машины литья под давлением, индукционные тигельные печи ИСТ - 016 и ИСТ - 006 кг. Также имеются печи для сушки и подсушки форм и стержней ТК-40.

Используют следующие виды литья:

- литье в разовые песчаные формы

- литье по выплавляемым моделям

- литье в кокиль

- литье под давлением

На этом участке изготавливают отливки из бронзы, латуни и алюминиевых сплавов различных марок.

Широко применяется способ литья по выплавляемым моделям. Этот метод является универсальным способом получения деталей и художественного литья практически любых габаритов, массы и степени сложности из различных металлов. Достоинством данного метода является возможность максимально приблизить отливку к готовому изделию, сводя к минимуму стадии обработки и доводки. А в ряде случаев получить литье с поверхностью, не требующей механической обработки.

2. Технология изготовления отливки «Россия»

2.1 Выбор способа литья

Для изготовления художественной отливки “ Россия ” мы используем метод литья по выплавляемым моделям.

Сущность этого способа литья состоит в следующем. Модель, изготовленную вместе с литниковой системой из материала, который плавится при низкой заливают в опоке формовочной смесью из высокоогнеупорного материала на жидком связующем или на модель наносят керамические оболочки из формовочной смеси.

После того как затвердевает связующее, получается керамическая форма, в которой находится выплавляемая модель. При нагревании до соответствующей температуры модель расплавится и вытечет, и в форме образуется полость, представляющая собой пространственный негатив модели с литниковой системой. После прокаливания формы в нее заливают жидкий металл. Отливка, выбиваемая из формы после охлаждения, представляет собой копию модели.

2.2 Выбор литейного сплава

По назначению отливка классифицируется как кабинетная скульптура. износу они обладают отличными эстетическими свойствами

Для изготовления отливкм “ Россия ” принимаем решение использовать латунь марки ЛК 80-3.

Химический состав выбранной бронзы следующий:

Медь (Cu) - 79 - 81

Легирующие компоненты -

Кремний (Si) - 2,5 - 4,5;

Цинк (Zn) - остальное.

Латунь этой марки обладает красивым золотистым цветом и хорошими литейными свойствами.

2.3 Этапы изготовления отливки

Последовательность изготовления отливки следующая:

1) Изготовление формосиловых пресс-форм;

2) Изготовление восковых моделей;

3) Изготовление литейных форм;

4) Удаление модельного состава;

5) Прокаливание форм;

6) Плавка металла;

7) Заливка форм;

8) Выбивка остывшего металла из формы;

9) Финишные операции.

Отливка «Россия» является довольно сложной скульптурой,поэтому для изготовления отливки применяют не одну форму, изготовленную по одной модели, а отливают ее по частям, с последующим соединением воедино.

2.4 Изготовление пресс-формы

Пресс-форма - это приспособление для придания полужидкому застывающему модельному составу конфигурации модели отливки.

При тиражировании художественных отливок пресс-формы изготавливают по так называемой мастер-модели, которая является копией авторского оригинала.

Для изготовления пресс-форм применяем силиконовый формовочный состав холодного твердения - формосил.

Компаунды формосил представляет собой двухкомпонентные системы, состоящие из пасты и отвердителя.

Формы изготовленные из формосила имеют хорошую элластичность, прочность, теплоустойчивость (до 180?С), длительный срок службы, климатическую стойкость, низкую плотность - 1,2 г/см³

Компаунды формосил выпускают четырех марок:

Марка А-жидкая заливочная масса

Марка Б-вязкотекучая масса

Марка М- вязкотекучая масса (получаемая масса наиболее мягкая и элластичная)

Марка Т-тиксотропеая масса, не стекающая с вертикальных поверхностей.

Для изготовления пресс-формы применяем формосил марки М.

Эталоном для изготовления формосиловой пресс-формы Служит мастер-модель - отливка «Россия».

Последовательность изготовления пресс-форм следующая:

· В формосиловую массу добавляют катализатор - NaOH, который обеспечивает застывание формосила в течении 30 минут;

· Приготовленную массу при помощи шпателя наносят на поверхность мастер-модели с таким расчетом, чтобы его хватило на покрытие эталона слоем 5-8 мм. При этом необходимо обеспечить заполнение всех участков эталона;

· Отверждают нанесенный слой при нормальных условиях. Время отверждения зависит от содержания катализатора, температуры воздуха и срока хранения;

· По эталону, покрытому формосилом, после его полного отверждения изготавливают две половинки гипсового кожуха;

· После затвердевания гипса обе половинки кожуха снимают с пресс-формы, затем пресс-форма разрезается на части таким образом, чтобы из нее можно было удалить эталон, а впоследствии модель;

· Полученные части формы собирают в гипсовый кожух.

2.5 Изготовление восковой модели

2.5.1 Выбор материалы для модельных составов

Исходя из удовлетворительных свойств, относительной дешевизны и доступности для изготовления моделей художественных отливок выбираем модельный состав ПБС 60-25-15: парафин - 60%, стеарин - 25%, буроугольный воск -15%.

Изготовление модели модель изготавливается методом свободной заливки жидкого модельного состава.

Последовательность изготовления восковой модели следующая:

· Модельный состав расплавляют в специальном термостате, который представляет собой металлический сосуд с водяной рубашкой, нагреваемый от электроспиралей. При этом модельный состав не следует перегревать, так как это приводит к образованию большого количества воздушных пузырьков на поверхности модели;

· Заливают модельный состав в заранее приготовленную пресс-форму;

· Модельный состав остужают в течении некоторого времени до образования корочки толщиной 5-7 мм. Оставшийся жидкий модельный состав сливают в заранее приготовленную емкость.

После извлечения из пресс-формы получается пустотелая восковая модель художественной отливки. Полученную модель по необходимости дорабатывают, исправляют дефекты, впаивают каркас.

2.6 Изготовление литейных форм

Литейную форму получают послойным нанесением слоев суспензии на основе этилсиликатного связующего на восковую модель, обсыпкой каждого слоя огнеупорным песком с последующей сушкой в течении 5 - 6 часов при температуре 18 - 20?С. Число слоев зависит от качества суспензии и габаритов изделий и обычно составляет 5 и более

Материалы для изготовления оболочки подразделяют на следующие группы: материалы основы, связующие материалы, растворители и добавки.

К материалам основы относятся пылевидные, идущие для приготовления суспензии, и пески, применяемые для обсыпки наносимой суспензии.

В качестве материалов основы применяют кварц, шамот, циркон, магнезит. Самый распространенный материал - кварц.

2.6.1 Приготовление суспензий для образования оболочки

Приготовление суспензии заключается в перемешивании связующего раствора с твердой пылевидной составляющей с тем, чтобы обеспечить обволакивание жидкостью каждой пылевидной частицы.

Приготовление керамической смеси при частично-механизированном процессе производится в следующем порядке:

тщательно очищают смеситель от остатков керамической смеси предыдущего замеса;

заливают в смеситель расчетное количество гидролизованного раствора этилсиликата;

при интенсивно работающем смесителе в бак засыпают расчетное количество огнеупорных наполнителей и перемешивают при постоянной скорости (2800-2900 об/мин.) до получения однородной массы;

по истечении указанного времени заливают полученную керамическую смесь в заранее подготовленные формы.

Состав керамической смеси:

1) Гидролизованный раствор этилсиликата - 1 литр;

2) Натр едкий (15% водный раствор) - 30-50 мл.;

3) Песок кварцевый - 0.5 кг.;

4) Кварц пылевидный - 2.5 кг.;

Качественные показатели смеси

1) Прочность на сжатие - 137-157 кПа;

2) Жидкотекучесть - 400-500 мм.;

3) Живучесть - 110-120 сек.;

4)Газопроницаемость - 30-50;

5)Огнеупорность - 1573 К (1300?С)

отливка сплав литейный

2.6.2 Нанесение и сушка слоев суспензии

Перед нанесением огнеупорного покрытия необходима предварительная подготовка модельного комплекта (обезжиривание).

Обезжиривание восковой модели необходимо из-за того, что при изготовлении модели применяется разделительная смазка. Часть смазочного материала остается на поверхности модели, что ухудшает ее смачиваемость.

Возможны два варианта обезжиривания: окунанием в 1,5-процентный водный раствор нейтрального мыла и протирка модели ацетоном.

Огнеупорное покрытие выполняется последовательным нанесение слоя покрытия, затем присыпки, затем снова покрытия. Каждый новый слой суспензии необходимо просушивать.

Слой раствора покрытия наносится окунанием модели в емкость с суспензией. Для полного погружения модели необходимо иметь в емкости достаточное количество раствора.

Модель предварительно окунается в раствор покрытия или в применяемое для него связующее (гидролизованный этилсиликат) и затем вынимается для стекания раствора.

После стекания избытка жидкого покрытия модель покрывается кварцевым песком в пескосыпе. При окунании необходимо следить, чтобы покрытие заполнило все углубления и прошло через сквозные отверстия. При стекании избытка жидкого покрытия модель необходимо поворачивать для обеспечения равномерного растекания покрытия по всей поверхности модели.

Для первого слоя огнеупорного покрытия применяются более густые растворы, чем для последующих, с целью уменьшения стекания покрытия с модели. После нанесения слоя покрытия модель сушится на воздухе в течении суток. Затем наносятся последующие слои огнеупорного покрытия. Для второго и последующих слоев используются растворы более жидкие, для лучшего проникновения в зазоры между отдельными зернами материала присыпки предыдущего слоя.

2.6.3 Формовка оболочек

Приготовленную таким образом заформовывают в опоки быстросохнущей формовочной смесью.

Далее опоки отправляют на выплавление модельного состава.

2.7 Удаление модельного состава

Выплавление модельного состава происходит одновременно с просушкой форм в термических печах сопротивления для чего в печах предусмотрены поддоны для сбора и удаления модельного состава. Просушенные формы должны без охлаждения поступать на прокаливание.

Операция удаления состава состоит в следующем:

Очищают торец стояка от слоев оболочки.

Устанавливают форму в печь для выплавления на поддоны стояком и другими технологическими отверстиями вниз;

2)Выдерживают форму требуемое время и извлекают. Поворачивая его в разные стороны, выливают остатки модельной массы;

3) Выплавленный модельный состав собирают с поддонов и используют для приготовления моделей.

2.8 Прокаливание форм

Прокаливание необходимо для выжигания неудалившегося модельного состава и газотворных примесей и для повышения газопроницаемости формы. Кроме того, металл, заливаемый в горячие формы, лучше заполняет тонкие каналы формы.

Опока с засыпанной сухой оболочкой ставится в термическую печь сопротивления, нагретую до 800-900⁰С, затем нагревают до 900-1050⁰С и при этой температуре выдерживают 2ч.

После прокалки для предупреждения образования трещин готовые формы предварительно охлаждаем в печи до 400⁰С, после чего вынимаем и передаем на заливку.

2.9 Плавка металла и заливка форм

Плавку медных сплавов ведут в индукционных печи ИСТ-0.16

Технология плавки латуни ЛК 80-3

1 Перед началом загрузки тщательно отчистить тигель от шлака, остатков металла и осмотреть футеровку, чтобы проверить готовность тигля к плавке.

2 На дно тигля загрузить немного меди, на нее кремний и сверху снова медь.

3 Загрузку шихты производить наиболее плотно. Плавку вести на максимальной мощности печи.

4 Для ускорения плавки рекомендуется поверхность ванны металла засыпать флюсом из расчета 1% от весы шихты.

5 Довести температуру расплавленного металла до 1130-1150⁰C и произвести раскисление металла фосфористой медью из расчета 0.3 - 0.4% от веса меди.

6 После полного расплавления шихты нагреть металл до температуры 1200-1250⁰C, загрузить в него 0.5-0.75 входящего в состав цинка, а затем все предназначенные отходы.

7 Цинк вводить подогретый до температуры не менее 150⁰C при помощи клещей, при постоянном помешивании. Все количество цинка, входящего в шихту, вводить не менее чем в 2-3 приема.

8 После расплавления отходов нагреть сплав до температуры 1060-1100⁰C и ввести в него остальной цинк.

9 Взять технологическую пробу на усадку и изгиб.

10 При хорошей технологической пробе выпустить металл в предварительно подогретый ковш.

Ориентировочные величины (%) потерь цветных металлов при плавлении в индукционных печах:

Cu (медь) …………0.3 - 1.0 Sn (олово) ……… 1.0 - 2.0

Zn (цинк) …………0.8 - 2.5 Pb (свинец) ……… 1.0 - 2.0

2.10 Финишные операции

Залитая металлом форма охлаждается на заливочной площадке. Отливка после достаточного остывания в форме проходит следующие операции: выбивка из формы, отделение литников, предварительная очистка и окончательная доводка.

После выбивки из формы на отливке остается часть огнеупорного покрытия, которая отбивается вручную ударами по литниковой воронке и стояку. При этом оболочка удаляется только с наружных частей отливки, но остается в поднутрениях и в полостях отливки.

Отделение литниковой системы возможно производить на металлорежущих станках, вручную--ножовками и отрезными абразивными кругами.

В нашем случае используется отрезка абразивными кругами толщиной 1,5-3,0 мм на фрезерном станке с большим числом оборотов (до 3000 в минуту), снабженном приспособлением для крепления отливки.

Очистку отливок производят механическими способами. К ним относятся очистка металлическими щетками и пескоструйная очистка мелким кварцевым или металлическим песком. При пескоструйной очистке операция должна проводиться с хорошей вентиляционной системой так как образуется много пыли

Дополнительно производим зачистку отливки на абразивных кругах для удаления остатков литниковой системы и уменьшения остатков литниковой системы до установленных размеров.

2.10.1 Доводка литья

Доводка является завершающим этапом изготовления художественной отливки. Под доводкой подразумевают комплекс технологических процессов, которые придают изделию законченный вид. К таким относятся чеканка и чернение. Качество доводки существенно влияет на художественная выразительность изделия.

Чеканка литья проявляет художественную форму отливки, придает ей законченность.

Большинство металлов и сплавов хорошо поддаются чеканке, поскольку обладают определенной пластичностью. Металл чеканят специальным чеканом, у которого имеется нижняя рабочая часть, которая оставляет след на поверхности металла, и верхняя часть, по которой наносят удар.

Чеканы представляют собой стальные стержни длиной 120--170 мм. Для удобства работы поверхность стержня покрыта мелкой насечкой.

В процессе доводки художественной отливки “Россия” наряду с чеканкой использовались бормашинки с набором всевозможных шарошек. Они представляют собой различные варианты абразивного или металлорежущего инструмента небольшого размера. Шарошками легко удаляют различные наплывы, неровности, небольшие дефекты.

3. Охрана труда, охрана окружающей среды

Литейный цех характеризуются большим разнообразием технологических процессов, приемов работы и применяемого оборудования. Часто работа в литейных цехах отличается большой трудоемкостью и сопровождается выделением в рабочее пространство цеха пыли, паров, газов, огромного количества тепла, а также возникновением вредного производственного шума и вибрации.

Производственный травматизм в литейных цехах:

Наибольшее количество травм связано с перемещением тяжестей вручную и с ручным обслуживанием грузоподъемных устройств. Причинами травм являются также нарушения технологии или недостаточно разработанная технология, в которой не учтены необходимые меры безопасности. Характерными являются глазные травмы, наносимые частицами абразива, осколками металла, стержней или кусочками пригоревшей формовочной земли при обрубке и очистке отливок.

В литейных цехах технологические процессы с различными вредными выделениями изолируют, выделяя в отдельные помещения. Так, необходимо выделять в самостоятельные помещения:

а) склад формовочных материалов и металлов;

б) участок землеприготовления;

в) участки размола угля, глины, кварца;

г) участки обрубки, очистки и грунтовки отливок;

д) колошниковые площадки вагранок;

е) участки цветного литья.

Борьба с пылью, газами и избыточным теплом осуществляется путем укрытия или изоляции источников вредных выделений в сочетании с местной и общеобменной вентиляцией. Вместе с этим необходимо совершенствовать технологические процессы, коренным образом улучшающие условия труда.

Известно, что важнейшими факторами, обеспечивающими оздоровление воздушной среды в производственных помещениях, являются рационализация процессов литейного производства, их механизация и герметизация. Однако одними лишь перечисленными мерами не удается полностью устранить поступление вредных выделений в воздух рабочих помещений и их распространение. Поэтому необходимо принимать дополнительные меры, направленные на их удаление из цеха. Эффективным средством для удаления вредных выделений является вентиляция. В литейных цехах устраивают как естественную (аэрацию), так и механическую вентиляцию.

Литье по выплавляем моделям может быть механизированным и автоматизированным, в результате чего сокращается грузооборот формовочных песков и операции по очистке отливок. Но при этом процессе, кроме обычных для литейного производства вредностей, возникают разные специфические вредные выделения:

- при изготовлении и обмазке моделей - пары этилсиликата, акролеина, углеводороды и др;

- при сушке моделей аммиаком - пары аммиака.

Поэтому на участках и в цехах точного литья по выплавляемым моделям особое внимание должно уделяться вентиляции.

Требования безопасности к оборудованию, применяемому на участках точного литья по выплавляемым моделям, организации работы и ведению технологического процесса изложены в соответствующих разделах Единых требований безопасности к конструкции литейных машин и Правил техники безопасности и производственной санитарии в литейном производстве.

Для предохранения работающих от несчастных случаев и вредного воздействия окружающей среды предусматривается специальная одежда, обувь и средства индивидуальной защиты.

При работе с расплавленным и раскаленным металлом целесообразна одежда в виде широкой куртки и брюк из брезента или льняной ткани с прокладкой из шерстяной ткани в местах, подвергающихся облучению. Части одежды, наиболее сильно облучаемые и нагревающиеся, следует покрывать асбестовой тканью.

Для защиты глаз в литейных цехах применяют очки с простыми стеклами и синими или зелеными светофильтрами. При обрубке отливок дополнительно устанавливают стационарные или переносные щиты для защиты от осколков, отлетающих от соседних рабочих мест.

4. Экономика, организация и планирование производства

Литейный цех работает в одну смену при пятидневной рабочей недели. Годовой фонд рабочего времени за 2002 год - 2001 час. Всего рабочих дней - 251.

Численность литейного цеха:

- руководители - 15 чел

- специалисты - 4 чел

- МОП - 4 чел

- СКП -1 чел

- вспомогательные - 35 чел

- основные - 65 чел

- сторожа - 6 чел

Выпуск годного литья за 2002 год на заводе «Дальдизель» по латуни составил:

январь	февраль	март	Апрель	май	июнь	июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь
682	18	-	-	530	170	-	1267	534	480	462	742
4885

Тарифные сетки:

- для сдельщиков

разряд	Межразрядный коэффициент	В час по тарифу	среднедневная	среднемесячная
1	1,0	4-54	36-32	753-64
2	1,29	5-87	46-96	974-42
3	1,68	7-63	61-04	1266-58
4	1,89	8-60	68-80	1427-60
5	2,08	9-46	75-68	1570-36
6	2,31	10-49	83-92	1741-34

- для повременщиков (слесари, электрики, наладчики)

разряд	Межразрядный коэффициент	В час по тарифу	среднедневная	среднемесячная
1	1,0	4-54	36-32	753-64
2	1,35	6-15	49-20	1020-90
3	1,79	8-14	65-12	1351-24
4	2,18	9-90	79-20	1643-40
5	2,5	11-35	90-80	1884-10
6	2,89	13-11	104-88	2176-26

- для вспомогательных (грузчики)

разряд	Межразрядный коэффициент	В час по тарифу	среднедневная	среднемесячная
1	1,0	3-59	28-72	595-94
2	1,3	4-67	37-36	775-22
3	1,69	6-07	48-56	1007-62
4	2	7-18	57-44	1191-88
5	2,2	7-90	63-20	1311-40
6	2,44	8-76	70-08	1454-16

Система оплаты труда - премиальная. Сдельная - по нормам, повременная - по тарифу, ИТР,МОП, служащие - оклад.

Расчет основных и вспомогательных материалов латунь ЛК 80-3 на 1 тонну литья

компоненты	Цена, руб	Масса, кг
Сплав медно-фосфористый	77115	4
Латунь	42550	785
Кремний кристаллический	5000	33
Возвратные отходы		508
Итого в металлозавалку		1330

Себестоимость литья за год:

Выпуск годного	Себестоимость	Себестоимость 1т годного литья
	план	факт	план	факт
17,778	2081420-74	1413379-34	117078-45	79501-59

Расход на электроэнергию за год

- Суммарный расход, в руб - 144585-91

- стоимость 1 т.г.л - 8132-86

- стоимость всех материалов с ТЗР, эл/эн на 1 т.г.л :

план - 76282-17

факт - 67074-62

Средняя заработная плата за 2002 год.

- вспомогательных рабочих - 3443

- ИТР - 4783

- Основных рабочих - 3693.

Размещено на Allbest.ru