Дипломная работа на тему: Литейное производство. Основы технологии отливки

Введение

Литейное производство - одно из древнейших ремесел, освоенных человечеством. Первым литейным материалом была бронза. В древности бронзы представляли собой сложные сплавы на основе меди с добавками олова (5-7%), цинка (3-5%), сурьмы и свинца (1-3%) с примесями мышьяка, серы, серебра (десятые доли процента). процент). Зарождение выплавки бронзы и производства из нее литых изделий (оружия, украшений, посуды и т. Д.) В разных регионах восходит к III-VII тысячелетиям до нашей эры. По-видимому, почти одновременно была освоена выплавка самородного серебра, золота и их сплавов. На территории, где жили восточные славяне, в первые века н.э. возникло развитое литейное дело.

Основными методами получения отливок из бронзы и сплавов серебра и золота были литье в каменные формы и восковое литье. Формы для камня были изготовлены из мягкого известняка, в котором была вырезана рабочая полость. Обычно каменные формы разливали в открытую, так что одна сторона изделия, образованная открытой поверхностью расплава, была плоской. При литье по воску сначала изготавливали восковые модели как точные копии будущих изделий. Эти модели были погружены в жидкий глиняный раствор, который затем сушился и обжигался. Воск выгорел, в образовавшуюся полость заливали расплав.

В XVIII в. на первое место по массе и универсальности выходит новый литейный материал - чугун, послуживший базой для развития машиностроения в первой половине XIX века, к началу XX века. Литейное производство цветных металлов и сплавов заключалось в получении фасонных отливок из оловянной бронзы и латуни и слитков из меди, бронзы и латуни. Фигурные отливки делались только отливкой в песчаные формы (тогда говорили и писали "земляные формы", "отливка в землю"). Получены слитки массой не более 200 кг путем разливки в литейные формы.

Следующий этап в развитии литейного производства цветных металлов и сплавов начался примерно с 1910-1920 годов, когда были разработаны новые сплавы, в первую очередь на основе алюминия, а несколько позже - на основе магния. Одновременно началось освоение фасонного и заготовочного литья из специальных бронз и латуни - алюминия, кремния, марганца, никеля, а также освоение производства слитков из никеля и его сплавов.

Разработка новых сплавов потребовала коренной перестройки технологии плавки и плавильного оборудования, использования новых формовочных материалов и новых методов изготовления форм. Массовый характер производства способствовал разработке новых принципов организации производства, основанных на обширной механизации и автоматизации процессов изготовления форм и стержней, плавки, литейных форм и обработки отливок.

Необходимость обеспечения качественных литых заготовок привела к углубленным научным исследованиям свойств жидких металлов, процессов взаимодействия расплавов с газами, тугоплавких материалов, шлаков и флюсов, процессов рафинирования от включений и газов, кристаллизации металлических сплавов при очень низких и очень высоких скоростях охлаждения, процессы заполнения литейных форм расплавом, затвердевание отливок с сопутствующими явлениями - объемной и линейной усадкой, появлением различных структур, ликвацией, напряжениями. Эти исследования начались в 1930-1940 гг. акад. А.А. Бочвар, заложивший основы теории литейных свойств сплавов.

Разработаны конструкции новых расширяющихся литников в отличие от старых конических. В расширяющихся системах площади поперечного сечения каналов увеличиваются от стояка к затворам-питателям, так что наиболее узким местом является участок стояка на переходе к шлакоуловителю. В этом случае первые порции металла перетекают из стояка в шлак, который невозможно заполнить. Вытекание расплава из шлака в литники происходит под действием очень маленького напора в незаполненном шлаке. Эта небольшая головка создает соответственно низкую линейную скорость потока расплава в полость формы. Форсунки расплава в форме не разбиваются на капли, не захватывают воздух; но оксидная пленка разрушается на поверхности расплава в виде, при котором расплав не загрязняется пленками. Благодаря этим преимуществам расширяющихся литников, они в настоящее время используются для получения критических отливок из всех сплавов,

Еще одним важным достижением в технологии получения качественных отливок, разработанным и реализованным при разработке фасонного литья из новых цветных сплавов, является принцип направленной кристаллизации отливок. Опыт производства отливок из традиционных, "старых" литейных сплавов - серого чугуна и оловянной бронзы, свидетельствует о том, что необходимо было диспергировать подачу расплава в литейную форму, обеспечивая, прежде всего, надежность заполнения полости формы и предотвращение ее локального нагрева.

"Старые" оловянные бронзы с 8-10% олова имели очень большой интервал кристаллизации, поэтому при отливке в песчаные формы вся объемная усадка в отливках проявлялась в виде мелкой рассеянной пористости, неразличимой невооруженным глазом. Создавалось впечатление, что металл в отливке плотный и что использование опыта получения отливок из чугуна с подводом металла к его тонким частям оправдывает себя в случае литья изделий из бронзы. Прибыли в виде технологических приливов на отливках просто не существовало. В кристаллизаторе предусматривался только слив - вертикальный канал из полости кристаллизатора, появление расплава в котором служило признаком заполнения литейной формы.

Принцип направленной кристаллизации, реализованный и сформулированный при освоении производства отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, сейчас абсолютно необходим для получения качественных отливок из любых сплавов.

Основная задача, стоящая перед литейным производством в нашей стране, - это существенное общее улучшение качества отливок, которое должно выражаться в уменьшении толщины стенок, уменьшении припусков на механическую обработку и на литниковые системы при сохранении должных эксплуатационных свойств изделий. Конечным результатом этой работы должно быть удовлетворение возросших потребностей машиностроения в необходимом количестве литых заготовок без значительного увеличения общего производства отливок по весу.

Проблема повышения качества отливок тесно связана с проблемой экономного расхода металла. Что касается цветных металлов, обе эти проблемы становятся особенно острыми. Из-за истощения богатых месторождений цветных металлов стоимость их производства постоянно и значительно увеличивается. В настоящее время цветные металлы в пять-десять и более раз дороже чугуна и углеродистой стали. Поэтому экономное использование цветных металлов, снижение потерь, рациональное использование отходов - непременное условие развития литейного производства.

В промышленности постоянно увеличивается доля сплавов цветных металлов, получаемых в результате переработки отходов - обрезков, стружки, различного лома и шлаков. Эти сплавы содержат повышенное количество различных примесей, которые могут снижать их технологические свойства и эксплуатационные характеристики изделий. Поэтому в настоящее время проводятся обширные исследования по разработке методов рафинирования таких расплавов и разработке технологии получения высококачественного литья заготовок.

Оглавление

- Введение 3

- Основы технологии отливки

- Требования к отливкам

- Основы технологии плавки

- Разработка технологии плавки

- Изготовление отливок из металлов и сплавов

- Изготовление отливок из серого чугуна

- Изготовление стальных заготовок

- Изготовление отливок из алюминиевых сплавов

- Изготовление отливок из магниевых сплавов

- Изготовление отливок из медных сплавов

- Изготовление отливок из тугоплавких сплавов

- Дефекты отливок и причины их возникновения

- Заключение. 26

- Список используемой литературы 27

Заключение

В современных условиях перед литейным заводом стоит одна из важнейших задач в решении основной задачи, обозначенной партией, - перевод экономики страны на интенсивный путь развития, основанный на повсеместном внедрении последних достижений науки и техники. За последние десять лет общий выпуск отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов увеличился в целом по стране на 21%. В литейных цехах быстрыми темпами развиваются процессы литья в одноразовые песчаные формы, полученные прогрессивными методами уплотнения формовочной смеси. Дальнейшее совершенствование этих процессов, охватывающих до 80% производства отливок, во многом определяет повышение эффективности литейного производства, отличающегося простотой, экономичностью, малой трудоемкостью и возможностью получать отливки практически любой сложности. Продолжают интенсивно развиваться специальные виды литья: по выплавляемым моделям, в оболочковых формах, под давлением, в кокиль, центробежное литье и др. Современное машиностроение невозможно без использования литых заготовок, обеспечивающих рациональное использование металла. (70-80%) и эффективное снижение массы изделий за счет рациональной конструкции детали, применения литейных сплавов с более высокими технологическими, физико-механическими и сервисными характеристиками.

Список литературы

1. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС. 2005.-376 с.

2. Гини, Э.Ч. Специальные технологии литья : учебник для вузов / Э.Ч. Гини, А.М. Зарубин, В.А. Рыбалкин. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - 367 с.

3. Современные технологии в литье под низким давлением [Электронный ресурс] / В.В. Турищев, А.С. Леднев, С.В. Несветаев, М.А. Чернова. - Режим доступа: http://lityo.com.uа/%D1 %81%D1%82%D0%В0% D1 %82%D 1 %8С%D0%В8/650-sovremennye-tekhnologii-v-lite-pod-nizkim- davleniem

4. Титов Н.Д. Технология литейного производства. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1978. 388 с.

5. Романов Л.М. Литейные сплавы и плавка. Производство отливок из чугуна и стали. Учебное пособие. / Л.М. Романов, А.Н. Болдин - М.: МГИУ, 2005

6. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. - М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

7. Пикунов М.В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок. М.: МИСиС, 1997.

8. Борисов, Г.П. Научные основы разработки методов дальнейшего повышения свойств и технико-экономических показателей производства высококачественных отливок из алюминиевых сплавов /Г.П. Борисов // Литейное производство. - 2008. - № 9. - С. 17-23.

9. Теория литейных процессов : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Литейное производство черных и цветных металлов" / В.Д. Белов, М.А. Иоффе, В.М. Колокольцев [и др.]. - Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2008. - 578 с