Литейное производство

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

По дисциплине материаловедение и технология конструкционных материалов.

На тему: «Литейное производство» 
 
 
 
 
 
 
 

                                                       
 
 
 
 
 
 

   
 
 
 
 
 
 

Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. СУЩНОСТЬ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

   Литейное  производство — отрасль машиностроения, за изготовлением

фасонных заготовок  или деталей путем заливки  расплавленного металла в

специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали).

При охлаждении залитый металл затвердевает и в  твердом состоянии сохраняет

конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукции

называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и

последующего  охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства

отливок.

   Литьем  получают разнообразные конструкции  отливок массой от нескольких

граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками

толщиной 0,5—500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и

крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины  прокатных

станов, турбинные  лопатки и т. д.).

Для изготовления отливок применяют множество  способов литья:

в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль,

под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного

способа литья  определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической

целесообразности  и другими факторами.                   

   Любое производство, в том числе и  литейное, характеризуется трудоемкостью  и

номенклатурой выпускаемой продукции.

   Различают следующие основные типы литейного  производства:

единичное, серийное и массовое.

     Единичное  производство характеризуется выпуском в небольших количествах

самого разнообразного литья. Производство отдельных отливок  может периодически

повторяться.

     Серийное  производство характеризуется периодичным  выпуском литья

ограниченной  или широкой номенклатуры значительными  или небольшими партиями.

     Массовое  производство характеризуется непрерывным  выпуском в больших

количествах определенной номенклатуры литья. Примером массового  производства

может служить  выпуск в огромных количествах однообразных отливок литейными

цехами автомобильных и тракторных заводов.

Серийность производства оказывает большое влияние на выбор методов

изготовления  форм, на характер применяемого оборудования и работу литейного

цеха. Если единичное  производство характеризуется применением  ручных методов

труда, малой механизацией производственных процессов, незначительным

количеством применяемой  оснастки, то в массовом и серийном рационально

применять наиболее технически совершенное и высокопроизводительное

оборудование, большое  количество специальных приспособлений.

2. ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ

     Формовочные  материалы — это совокупность  природных и искусственных

материалов, используемых для приготовления форм и стержневых смесей. В

качестве исходных материалов используют формовочные  кварцевые пески и литейные

формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термохимической

устойчивостью, что позволяет получать отливки  без пригара.

     Формовочная  смесь — это многокомпонентная  смесь формовочных материалов,

соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

Формовочные смеси  по характеру использования разделяют на облицовочные,

наполнительные  и единые.

     Облицовочная  смесь — это формовочная смесь,  используемая для

изготовления  рабочего слоя формы. Такие смеси  содержат повышенное количество

исходных формовочных  материалов (песка и глины) и имеют  высокие

физико-механические свойства.

     Наполнительная  смесь — это формовочная смесь  для наполнения формы после

нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем

переработки оборотной  смеси с малым количеством  исходных формовочных материалов

(песка в глины). Облицовочные и наполнительные  формовочные смеси ис­пользую

при изготовлении крупных и сложных отливок.

     Единая  смесь — это формовочная смесь,  применяемая одновременно в качестве

облицовочной  и наполнительной смеси. Та смеси  применяют при машинной

формовке и  на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые

смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и  глин с наибольшей связующей

способностью, чтобы  обеспечить их долговечность.

Формовочные смеси  должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность

и газопроницаемость, пластичность, податливость и т. д.

     Огнеупорность  — способность смеси и формы  сопротивляться размягчению или

расплавлению  под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее

песок, тем меньше в нем примесей и пыли и чем  больше кремнезема, тем более

огнеупорна смесь. При низкой огнеупорности на поверхности  отливки образуется

пригар - прочное  соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью

отливки.

     Прочность  — способность материала формы  не разрушаться при извлечении

модели из формы, транспортировании и заливке  форм. Прочность формовочной смеси

увеличивается с увеличением содержания глины, с уменьшением размеров зерен

песка, плотности.

     Газопроницаемость  — способность смеси пропускать  через себя газы.

Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в  формовочной смеси и чем он

крупнее, а также  чем меньше содержание глины в  формовочной смеси.

     Пластичность  — способность деформироваться  без разрушения и точно

воспроизводить  отпечаток модели.

     Податливость  — способность формы или стержня  сжиматься при усадке отливки.

     Стержневая  смесь — это многокомпонентная  смесь формовочных материалов,

соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных

стержней. Стержни  при заливке расплав металла  испытывают значительные

тепловые и  механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые

смеси должны иметь  более высокую огнеупорность, газопроницаемость,

но, малую газотворную способность, легко выбиваться из отливок и т.

д.

Жидкостекольные смеси, используемые для изготов  литейных стержней и

литейных форм, приготовляют из кварцевых песков с  содержанием не более 3,5 %

глины, связующего мате — жидкого стекла с добавкой 10 %-ного раствора

едкого натра. Отверждение смеси осуществляется продувкой углекислым газом.

Холоднотвердеющие смеси (ХТС), используемые для стержней, приготовляют из

кварцевого песка, связующих материалов — карбамидофурановых,

фенолоформальдегидных  смол и др. В качестве катализаторов  применяют

ортофосфорную или азот кислоту и ее соли. Продолжительность  отверждения

смесей составляет 1—20 мин.

3. ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ

   Для производства отливок используются сплавы черных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов; медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких металлов: титановые, молибденовые, вольфрамовые и др.

   Литейные  сплавы должны обладать высокими литейными  свойствами (высокой жидкотекучестью, малыми усадкой и склонностью  к образованию трещин и др.); требуемыми физическими и эксплуатационными  свойствами. Выбор сплава для тех  или иных литых деталей является сложной задачей, поскольку все требования в реальном учесть не представляется возможным.

   Чугун - многокомпонентный сплав железа с углеродом и другими компонентами (углерода 2-4%).На характер кристаллизации чугуна влияют содержание элементов (C, Si, Mn, P, S ) и скорости охлаждения. При этом структура и свойства чугунов различны: если весь углерод кристаллизуется в виде графита, а металлическая основа в виде феррита, то получают серый чугун, если же весь углерод кристаллизуется в составе цементита Fe3C , то получают белый чугун.

   В половинчатом чугуне находятся одновременно графит и свободный цементит. Получающиеся при кристаллизации структуры можно  существенно изменить последующей  термообработкой.