Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Какие применяют способы разливки стали? Дайте им краткую характеристику. Опишите преимущества и недостатки каждого способа

Решение:

Способы разливки стали - в настоящее время разливку стали ведут преимущественно в изложницы или на установках непрерывной разливки (МНЛЗ). Способ разливки стали в изложницы делят на: разливку стали сверху или сифонную разливку стали. При разливке сверху металл поступает в изложницу 1 непосредственно из сталеразливочного ковша 2 (рисунок 1, а) или через промежуточное устройство 3. В случае сифонной разливки (рис. 2) жидкая сталь из сталеразливочного ковша 1 попадает в центровую 2 и затем по сифонной проводке 3 снизу поступает в изложницы 4, установленные на поддоне 5.

Исторически сложилось так, что разливка сверху явилась первым способом отливки стальных слитков. В дальнейшем с повышением требований к качеству поверхности слитков, улучшением технологии изготовления огнеупорных изделий и увеличением емкости сталеплавильных агрегатов сифонный способ разливки стали получил широкое распространение на заводах, где не были установлены мощные обжимные станы и поэтому отливали мелкие слитки.

Как показали результаты неоднократно проведенных сравнительных исследований, качественные показатели металла (механические свойства, макроструктура, содержание неметаллических включений и т. д.), а также величина брака из-за дефектов металла в прокатных цехах и на машиностроительных заводах практически не зависят от способа разливки.

В то же время сифонная разливка стали имеет следующие преимущества перед разливкой сверху.

Преимущества сифонной разливки стали:

Возможность одновременной (на одном поддоне) отливки четырех -- шести слитков массой 3--7 т и до шестидесяти более мелких слитков, что позволяет плавки большой массы разливать с меньшей общей продолжительностью.

Удобство наблюдения за поверхностью поднимающегося в изложнице уровня металла и возможность регулирования скорости разливки стали в относительно большом интервале в зависимости от температуры и состава металла.

Лучшая поверхность слитков и уменьшение в 2,5--4 раза затрат труда на зачистку слитков и прокатанных заготовок.

Недостатки сифонной разливки стали:

Уменьшение из-за потерь с литниками выхода годного металла 4 на 0,9--1,3% в зависимости от массы слитка.

Увеличенный расход огнеупорных изделий на центровые и сифонные проводки, обслуживание и содержание дополнительного оборудования и повышенные затраты труда на подготовку поддонов.сборку центровых.

Хотя поверхность слитков при сифонном способе разливки стали заметно чище и поэтому требует значительно меньшего времени на зачистку металла, все же при применении этого способа разливки суммарные часовые затраты труда на 1 тонну стали, расходуемые на потготовку изложниц и зачистку металла, оказываются в 1,5--5 раза выше, чем при разливке сверху.

В целом, оценивая различные способы разливки стали следует признать, что разливка стали сверху в условиях современных сталеплавильных цехов большой производительности, где стали разливают в крупные слитки, имеет несомненные преимущества, и этот способ чаще всего предусматривается в проектах вновь строящихся заводов.

На заводах качественной металлургии и заводах, где металл разливают в слитки мелкого и среднего развеса, следует признать целесообразным сохранение сифонного способа . Что касается разливки высоколегированных сталей и сплавов, требующих обязательной обдирки слитков перед последующим переделом, то ее осуществляют сверху, поскольку это позволяет устранить потери металла в виде литников.

2. Для получения отливки детали (рис. 2) из серого чугуна СЧ18 требуется изготовить литейную форму. Представьте эскизы и дайте описание модели и стержневого ящика. Перечислите последовательно все операции технологического процесса формовки. Изобразите собранную форму в разрезе, указав цветными карандашами, отливку, стержень, литниковую систему и выпоры

Рисунок 2

Решение:

Серый чугун марки СЧ18 ГОСТ 26358-84, выплавляемый в индукционной печи ИЧТ-1,0. Эта марка сплава обеспечивает довольно высокие механические свойства и обладает хорошими литейными свойствами.

Согласно ГОСТ26358-84 химический состав данного чугуна следующий:

Таблица 1.-Химический состав чугуна СЧ18 ГОСТ 26358-84

Механические свойства:

- предел прочности при растяжении не менее - 180 МПа;

- твердость -170…229 НВ;

- предел прочности на изгиб 360 МПа.

Данная марка чугуна обладает средней прочностью, хорошей износостойкостью, хорошей обрабатываемостью и применяется в основном для изготовления корпусных деталей.

Конструкция данной детали не сложная её масса и габаритные размеры не большие. Это позволяет выполнить её цельнолитой. Внешнее очертание детали также не сложное и поэтому не требует изменений. Имеющиеся полости выполняются при помощи стержня; имеется хороший выход для знаковых частей и стержень хорошо фиксируется в форме. Конфигурация внешних полостей простая, что позволяет изготавливать стержень машинным способом. Отверстия малого диаметра высверливаются, так как их диаметр не превышает 30 мм.

Для получения более качественной отливки наиболее рациональным положением отливки в форме будет такое как показано на рисунке1. При этом варианте обеспечивается направленная кристаллизация от тонкостенной части отливки к более массивной. Питатели наиболее целесообразно подводить по линии разъёма, так как в этом месте располагается массивная часть отливки. Данный вариант обеспечит принцип направленного затвердевания. Вариант расположения отливки предпочтителен также с точки зрения удобства формовки и сборки формы. А также легко устанавливается стержень и имеется возможность его надёжного крепления.

Анализ технологических условий и технологичности конструкции показывает, что наиболее эффективно отливка может быть получена методом литья в песчаную форму.

Эскиз расположения отливки

Имеющаяся внутренняя полость отливки может быть выполнена одним стержнем. Эскиз стержня

Рисунок 2

Размеры стержневых знаков стандартизованы, их определяют в зависимости от габаритных размеров стержня по ГОСТ 3212-92.

Стержень расположен в форме горизонтально. Для предупреждения всплывания и перекоса стержня выполняем знаковую часть стержня.

Выбор способа изготовления форм

Литьё производится в разовые опочные, песчано-глинистые формы с горизонтальным разъёмом. В связи с тем, что отливка не имеет массивных частей, прибыль для данной отливки установлена не будет.

Данная отливка имеет небольшую массу и незначительные размеры, поэтому в одной форме изготавливаем четыре отливки. Для изготовления форм используем односторонние модельные плиты. При данных размерах длины и ширины опок имеется возможность производить формовку на встряхивающей машине с допрессовкой и поворотным столом, марки 254М. Производительность формовочной машины 45 полуформ в час.

Разработка технологии сборки формы

Тщательность сборки в значительной мере определяет точность геометрических размеров отливки.

Сборку начинают с установки нижней полуформы в строго горизонтальном состоянии на заливочную площадку или тележку конвейера. Затем из полости полуформы сжатым воздухом выдувают сор и пыль, попавший при извлечений модели и ремонте полуформы. В чистую полость полуформы, покрытой огнеупорной краской аналогичной по составу стержневой в определенной последовательности устанавливают стержни. Устойчивое положение стержней в форме обеспечивается знаками. Точность совмещения нижней и верхней полуформы обеспечивается съемными контрольными штырями.

Расплав, заполняющий полость формы, оказывает давление во все стороны. Нижние и боковые стенки формы должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять давлению расплава, а верхняя полуформа должна быть прижата к нижней с определенным усилием, чтобы расплав не приподнял её. Стержни, находящиеся в форме, испытывают силу действия расплава, стремящуюся вытолкнуть их вверх.

Так как в форме есть омываемый металлом стержень, то общая сила действия металла на верхнюю полуформу складывается из силы Вф действующей на внутреннюю поверхность верхней полуформы и силы Вс, выталкивающей стержень.

Выбор плавильного агрегата

Отливка выполняется из серого чугуна марки СЧ-18 ГОСТ 26358-84.

Химический состав данного сплава можно получить при плавке чугуна в индукционной печи марки ИЧТ-1. Она дает возможность получения точного химического состава, низкий угар элементов, высокий перегрев металла, возможность использования в шихте большого количества стальных отходов. Недостаток этих печей - малая скорость плавления твердой завалки. Поэтому для повышения производительности и снижения электроэнергий, плавку, ведут на "болоте", т.е. при выпуске сливают не более половины металла. Затем в жидкую ванну загружают твердую шихту, расплавляют, и цикл повторяется. При литье серого чугуна целесообразно применить крановый чайниковый конический ковш, ёмкостью 1000 кг снабжённый ручным поворотным механизмом. Для лучшего отделения металла от шлака ковш имеет сифонный канал выполненный с помощью трубок из шамота, а для защиты подъёмного механизма от излучения металла, ковш выполнен с защитным экраном из листовой стали.

Так как отливка мелкая расплав из плавильной печи заливают в ковш с емкостью 1000 кг, а затем из него в ковш вместимостью 50 кг. Ковш малой вместимости предназначен для заливки литейных форм. Температура заливаемого чугуна составляет 1400 - 1450 ⁰С.

Очистка и обрубка отливок

При обрубке от отливок отделяют элементы литниковой системы, заливы по разъему формы. Обрубку выполняют пневматическими молотками с использованием зубил, для удаления заливов применяют воздушно-дуговую резку. После выбивки отливки подвергают очистке с целью удалить с поверхностей пригар, остатки формовочной смеси. Очистку отливки производят в дробеметной камере. После очистки отливки подаются в механический цех для обработки, а затем на склад готовой продукции.

Основные дефекты отливок. В следствии того, что заливка ведется в сырые песчано-глинистые формы, отливка может иметь газовые раковины из-за интенсивного газообразования. Для устранения этих дефектов на верхней и нижней полуформе выполнены вентиляционные каналы. Помимо этого на отливке возможно образование пригара в следствии проникновения металла в поры формы. Для исключения этого дефекта полость формы покрывают противопригарной краской. Нанесенные на поверхность формы или стержни, краски создают прочный слой огнеупорного материала, препятствующий проникновению металла и его окислов в поры между зернами смеси, что устраняет пригар на отливках.

3. Изложите требования к конфигурации поковок, изготовляемых ковкой или штамповкой. Ответ проиллюстрируйте эскизами

отливка сталь чугун ковка

Решение: ГОСТ 7505-89

Общие требования: Линейные размеры на чертеже поковки должны быть проставлены от указанных исходных баз механической обработки, согласованных между изготовителем и потребителем (черт. 8).

Черт. 8

2.2. Допуски, установленные настоящим стандартом, распространяются на все номинальные размеры поковки.

2.3. Припуски, установленные настоящим стандартом, распространяются на обрабатываемые поверхности поковки.

2.4. Допуски, припуски и кузнечные напуски устанавливаются в зависимости от конструктивных характеристик поковки, приведенных в табл. 1, и определяются исходя из шероховатости обработанной поверхности детали, изготовляемой из поковки, а также в зависимости от величины размеров и массы поковки. Для 1-го класса точности Т1 допуски устанавливаются на те функциональные поверхности, которые не подвергаются окончательной обработке.

2.5. Расчетная масса поковки определяется как масса подвергаемых деформации поковки (поковок) или ее частей. В массу поковки не входят масса облоя и перемычки пробитого отверстия.

При высадке поковок на горизонтально-ковочных машинах или местной штамповке на молотах и прессах масса поковки включает массу части стержня, зажатого штампами.

2.6. Расчетная масса поковки определяется исходя из ее номинальных размеров.

Ориентировочную величину расчетной массы поковки (Мп.р) допускается вычислять по формуле

Мп.р = Мд·Kр,

где Мп.р - расчетная масса поковки, кг;

Мд - масса детали, кг;

Kр - расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с приложением 3 (табл. 20).

2.7. Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления (см. приложение 1, табл. 19), а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки.

Допускаются различные классы точности для разных размеров одной и той же поковки. При этом класс точности определяется по преобладающему числу размеров одного класса точности, предусмотренному чертежом поковки, и согласовывается между изготовителем и потребителем.

2.8. Класс точности, группа стали, степень сложности должны быть указаны на чертеже поковки.

2.9. Правила выполнения чертежа поковки - по ГОСТ 3.1126.

2.10. Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей должны быть проставлены на чертеже поковки в соответствии с требованиями ГОСТ 2.308. Допускаемые отклонения радиуса закругления и штамповочного уклона могут быть указаны в чертеже поковки по требованию заказчика.

2.11. Технические требования к поковке устанавливаются по ГОСТ 8479.

Размещено на Allbest.ru